一种退役航空发动机再利用的智能寿命延长控制方法技术

本发明专利技术提供了一种退役航空发动机再利用的智能寿命延长控制方法，根据发动机性能参数和涡轮导向叶片材料特性参数，建立热机械疲劳寿命模型；在加速前期、加速中期、加速后期分别设计不同的加速度限制计划；以延长寿命和提高动态性能为目的，采用评价函数法构造目标函数，将多目标优化问题转化为单目标优化问题；将热机械疲劳寿命模型、加速度限制计划加入主控制器中，与发动机整机模型进行联合仿真，通过不断优化迭代获取加速度限制计划中的各个参数值，确定最终的加速度限制计划即为延寿控制规律。本发明专利技术只需要对退役航空发动机的加速控制规律进行修改优化，并不需要更改发动机本体和控制器的硬件，改造难度小、成本低、效果明显。

【技术实现步骤摘要】
一种退役航空发动机再利用的智能寿命延长控制方法
本专利技术涉及退役航空发动机再利用，具体涉及一种退役航空发动机再利用的智能寿命延长控制方法。
技术介绍
退役航空发动机再利用就是将使用到寿的军用航空发动机改造为陆用动力装置，用于燃机发电、除雪和消防动力等。由于航空发动机的设计留有一定余量，因此改造的陆用动力装置具有体积重量小、功率范围广、效率高、起动快捷、燃料适应性强等优点。军用航空发动机由于飞机作战机动性能的需要，首先考虑如何更好地发挥发动机的性能，比如：更快的加速性能、更高的稳定性，在控制系统设计过程中，却很少考虑发动机的使用寿命。将退役航空发动机改造为陆用动力装置，如果仍然沿用飞机发动机的控制方法，即使降低工作状态也无法获得持久的使用寿命，这是因为降低工作状态只能改变稳态运行的参数，而发动机在起动和加速等动态过程中由于机动性能要求而导致的热端部件温度过高、气动和机械负荷严重的情况并未解决，导致了退役航空发动机改造的陆用动力装置寿命较短。当前我国退役航空发动机再利用技术尚不成熟，改造的陆用动力装置寿命普遍较短，分析主要存在以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种退役航空发动机再利用的智能寿命延长控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：建立热机械疲劳寿命模型/n以涡轮导向叶片作为代表发动机寿命的寿命限制部件，根据发动机性能参数和涡轮导向叶片材料特性参数，建立热机械疲劳寿命模型；/nS2：设计加速度限制计划/n限制发动机加速过程中的加速度，在加速前期、加速中期、加速后期分别设计不同的加速度限制计划；/nS3：优化加速度限制计划/n以延长寿命和提高动态性能为目的，采用评价函数法构造目标函数，将多目标优化问题转化为单目标优化问题；/nS4：延寿控制规律/n将热机械疲劳寿命模型、加速度限制计划加入主控制器中，与发动机整机模型进行联合仿真，通过不断...

【技术特征摘要】
1.一种退役航空发动机再利用的智能寿命延长控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立热机械疲劳寿命模型
以涡轮导向叶片作为代表发动机寿命的寿命限制部件，根据发动机性能参数和涡轮导向叶片材料特性参数，建立热机械疲劳寿命模型；
S2：设计加速度限制计划
限制发动机加速过程中的加速度，在加速前期、加速中期、加速后期分别设计不同的加速度限制计划；
S3：优化加速度限制计划
以延长寿命和提高动态性能为目的，采用评价函数法构造目标函数，将多目标优化问题转化为单目标优化问题；
S4：延寿控制规律
将热机械疲劳寿命模型、加速度限制计划加入主控制器中，与发动机整机模型进行联合仿真，通过不断优化迭代获取加速度限制计划中的各个参数值，确定最终的加速度限制计划即为延寿控制规律。


2.根据权利要求1所述的退役航空发动机再利用的智能寿命延长控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的热机械疲劳寿命模型具体是：
选取涡轮导向叶片来作为代表发动机寿命的寿命限制部件，建立相应的疲劳寿命模型；其中，热机械疲劳应力包括机械应力和热应力；
机械应力为涡轮导向叶片单位面积所承受的附加内力，与叶片表面压强呈正相关，机械应力σmech采用下式(1)进行计算



式中，P41和P45分别为涡轮前和涡轮后压力，P0为涡轮初始压力；
热应力σthermal采用下式(2)进行计算



式中，α为叶片材...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡金海，陈昌刚，魏佳加，张相毅，唐亚军，
申请(专利权)人：西安空天能源动力智能制造研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61