一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法技术

一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，包括以下步骤：步骤S01：基于以故障控制为核心的故障模式影响及危害性分析确定与Ⅰ、Ⅱ类故障机理相关的工艺特性；步骤S02：基于工艺控制环节确定工艺特性载体；步骤S03：确定可接受Ⅰ、Ⅱ类故障模式危害度；步骤S04：根据逻辑决断法对工艺特性质量控制的必要性级别的进行划分；步骤S05：确定关键件、重要件。本发明专利技术将特性分析与故障模式、影响与危害性分析工作全面结合起来，同时建立了特性与制造、装配、检验等过程的质量稳定性和质量成本的关联判据，使得特性分析流程化、显性化，保证航空发动机及其成附件工艺特性确定和分类的合理性、一致性，为关键件、重要件工艺编制提供基本依据。重要件工艺编制提供基本依据。重要件工艺编制提供基本依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法


[0001]本专利技术属于航空发动机通用质量特性设计方法，涉及提出一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，适用于不同类型航空发动机及其成附件工艺特性的确定和分类。

技术介绍

[0002]航空发动机作为航空器的核心关键产品，由于其结构复杂性及精密性，一方面其制造质量的稳定性对航空器可靠性、安全性有显著影响；另一方面，其关键、重要特性质量控制成本对产品制造成本及生产周期有重要影响。因此必须进行制造工艺特性相关的质量控制。为了便于航空发动机制造工艺部门充分了解设计意图，在制定工艺规程和质量检验控制中分清主次，控制重点，有效配置检验资源，保证产品质量的稳定性和可追溯性，并便于订购方对产品质量实施检查和监督，需要开展工艺特性分析工作。通过科学合理的工艺特性确定及分类，才能保证工艺特性在制造过程中得到有效控制，进而确保发动机的可靠性和经济性。
[0003]由于现有标准及规范缺少可用于工程应用的工艺特性的确定及分类方法，一方面受到工程技术人员工程经验、技术水平等人为差异影响，导致同类产品形成的工艺特性存在较大差异；另一方面分析结果偏离制造质量控制的基本需求，忽略了制造环节中人员、设备、检验方法等因素带来的质量不稳定性，使得工艺特性的分类极不合理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，旨在解决上述技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S01：基于以故障控制为核心的故障模式影响及危害性分析确定与Ⅰ、Ⅱ类故障机理相关的工艺特性；
[0007]步骤S02：基于工艺控制环节确定工艺特性载体；
[0008]步骤S03：确定可接受Ⅰ、Ⅱ类故障模式危害度；
[0009]步骤S04：根据逻辑决断法对工艺特性质量控制的必要性级别的进行划分；
[0010]步骤S05：确定关键件、重要件。
[0011]优选的，步骤S01中，所述故障控制核心包括设计特性、工艺特性、验证方法三个方面。
[0012]进一步地，所述设计特性包括结构强度设计、耐环境设计、备份设计、多余度设计、结构冗余设计、超静定设计、防护设计特性；所述工艺特性是在设计特性基础上，针对故障机理原因中的设计缺陷和制造缺陷制定的用以控制工艺制造、装配、焊接、检验过程的质量的尺寸公差、表面粗糙度、表面强化处理、锻造、铸造等级要求、探伤检查的特性；所述验证
方法包括为了验证设计特性、工艺特性的有效性所制定的计算分析、仿真分析及试验验证的项目。
[0013]优选的，在步骤S02中：当工艺特性类型为毛坯质量特性、机械加工特性、或者热表处理特性时，其载体应为零件级设计图样；
[0014]当工艺特性类型为装配特性、焊接特性、组合加工特性、或者组合检验特性时，其载体应为组件级及以上级别设计图样。
[0015]优选的，在所述步骤S03中，
[0016]对于Ⅰ类故障模式，通过式(1)计算Ⅰ类故障模式可接受的故障模式危害度CAⅠm
：
[0017]CAⅠm
＝0.001
·
λ
Z
·
0.1
·
t
…………………………
(1)
[0018]对于Ⅱ类故障模式，通过式(2)计算Ⅱ类故障模式可接受的故障模式危害度CAⅡm
：
[0019]CAⅡm
＝0.01
·
λ
Z
·
0.5
·
t
………………………
(2)
[0020]式中：
[0021]λ
Z
—航空发动机在寿命期内总的故障概率，可通过航空发动机MTBF的倒数计算；
[0022]t—航空发动机平均任务工作时间。
[0023]优选的，在基于以故障控制为核心的故障模式影响及危害性分析方法中，采用定量危害性矩阵分析方法计算确定的不同严酷度下的危害度C
m
；
[0024]定量危害性矩阵分析依据被分析对象故障率、故障模式频数比、故障模式影响概率、工作状态时间来计算故障模式在工作状态下产生导致故障最终影响的概率C
mj
，如式(3)所示：
[0025]C
mj
＝α
j
·
β
i
·
λ
p
·
t
………………………………
(3)
[0026]式中：
[0027]α
j
—故障模式频数比，被分析对象第j个故障模式发生次数与工作单元所有可能的故障模式数量的比率，j＝1，2，
…
，n，n为被分析对象故障模式总数；
[0028]β
j
—故障模式影响概率，被分析对象在第j个故障模式发生的条件下，导致出现某一严酷度的发动机最终影响后果的条件概率；
[0029]λ
p
—被分析对象在其任务阶段内的故障率，单位为1/h；
[0030]t—被分析对象任务阶段的工作时间，单位为h。
[0031]优选的，对于Ⅰ类故障模式，在不能完全消除故障源的情况下，其可接受的故障模式发生概率P
mj
要求达到极低水平，其故障模式发生概率需小于航空发动机总故障概率的0.1％，即α
j
·
λ
p
≤0.001
·
λ
Z
；其故障影响概率需达到可忽略程度，即β
j
＜0.1；通过式(4)计算Ⅰ类故障模式可接受的故障模式危害度CAⅠm
：
[0032]C
mj
＝α
j
·
λ
p
·
β
j
·
t＜CAⅠm
＝0.001
·
λ
Z
·
0.1
·
t
………
(4)
[0033]对于Ⅱ类故障模式，在不能完全消除故障源的情况下，其可接受的故障模式发生概率P
mj
要求达到较低水平，其故障模式发生概率需小于航空发动机总故障概率的1％，即α
j
·
λ
p
≤0.01
·
λ
Z
；其故障影响概率需达到可能丧失程度，即0.1≤β
j
＜0.5，所以通过式(5)计算Ⅱ类故障模式可接受的故障模式危害度CAⅡm
：
[0034]C
mj
＝α
j
·
λ
p
·
β
j
·
t＜CAⅡm
＝0.01
·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：基于以故障控制为核心的故障模式影响及危害性分析确定与Ⅰ、Ⅱ类故障机理相关的工艺特性；步骤S02：基于工艺控制环节确定工艺特性载体；步骤S03：确定可接受Ⅰ、Ⅱ类故障模式危害度；步骤S04：根据逻辑决断法对工艺特性质量控制的必要性级别的进行划分；步骤S05：确定关键件、重要件。2.如权利要求1所述的一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，其特征在于，步骤S01中，所述故障控制核心包括设计特性、工艺特性、验证方法三个方面。3.如权利要求2所述的一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，其特征在于：所述设计特性包括结构强度设计、耐环境设计、备份设计、多余度设计、结构冗余设计、超静定设计、防护设计特性；所述工艺特性是在设计特性基础上，针对故障机理原因中的设计缺陷和制造缺陷制定的用以控制工艺制造、装配、焊接、检验过程的质量的尺寸公差、表面粗糙度、表面强化处理、锻造、铸造等级要求、探伤检查的特性；所述验证方法包括为了验证设计特性、工艺特性的有效性所制定的计算分析、仿真分析及试验验证的项目。4.如权利要求1所述的一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，其特征在于，在步骤S02中：当工艺特性类型为毛坯质量特性、机械加工特性、或者热表处理特性时，其载体应为零件级设计图样；当工艺特性类型为装配特性、焊接特性、组合加工特性、或者组合检验特性时，其载体应为组件级及以上级别设计图样。5.如权利要求1所述的一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，其特征在于，在所述步骤S03中，对于Ⅰ类故障模式，通过式(1)计算Ⅰ类故障模式可接受的故障模式危害度CAⅠm
：CAⅠm
＝0.001
·
λ
Z
·
0.1
·
t
…………………………
(1)对于Ⅱ类故障模式，通过式(2)计算Ⅱ类故障模式可接受的故障模式危害度CAⅡm
：CAⅡm
＝0.01
·
λ
Z
·
0.5
·
t
………………………
(2)式中：λ
Z
—航空发动机在寿命期内总的故障概率，可通过航空发动机MTBF的倒数计算；t—航空发动机平均任务工作时间。6.如权利要求5所述的一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，其特征在于，在基于以故障控制为核心的故障模式影响及危害性分析方法中，采用定量危害性矩阵分析方法计算确定的不同严酷度下的危害度C
m
；定量危害性矩阵分析依据被分析对象故障率、故障模式频数比、故障模式影响概率、工作状态时间来计算故障模式在工作状态下产生导致故障最终影响的概率C
mj
，如式(3)所示：C
mj
＝α
j
·
β
i
·
λ
p
·
t
………………………………
(3)
式中：α
j
—故障模式频数比，被分析对象第j个故障模式发生次数与工作单元所有可能的故障模式数量的比率，j＝1，2，
…
，n，n为被分析对象故障模式总数；β
j
—故障模式影响概率，被分析对象在第j个故障模式发生的条件下，导致出现某一严酷度的发动机最终影响后果的条件概率；λ
p
—被分析对象在其任务阶段内的故障率，单位为1/h；t—被分析对象任务阶段的工作时间，单位为h。7.如权利要求6所述的一种基于逻辑决断的航空发动机工艺特性分析方法，其特征在于：对于Ⅰ类故障模式，在不能完全消除故障源的情况下，其可接受的故障模式发生概率P
mj
要求达到极低水平，其故障模式发生概率需小于航空发动机总故障概率的0.1％，即α
j
·
λ
p
≤0.001
·
λ
Z
；其故障影响概率需达到可忽略程度，即β
j
＜0.1；通过式(4)计算Ⅰ类故障模式可接受的故障模式危害度CAⅠm
：C
mj
＝α
j<...

【专利技术属性】
技术研发人员：易炜，王艳丽，赵芳，
申请(专利权)人：中国航发贵阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：