基于参数融合的航空发动机的可靠性建模分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于多参数融合的航空发动机的可靠性建模分配方法

【技术实现步骤摘要】
基于参数融合的航空发动机的可靠性建模分配方法


[0001]本专利技术涉及发动机设计
，特别涉及一种航空发动机的可靠性建模分配方法及可靠性评估方法
。

技术介绍

[0002]可靠性指标是产品研制阶段的设计依据，也是衡量产品使用可靠性的参照
。
在航空领域，民用航空发动机典型的可靠性指标包括：空停率
(Inflight Shutdown Rate
，
IFSR)、
返厂率
、
签派中断率
(Dispatcher Interrupt Rate
，
DIR)
等，上述可靠性指标通常为运营指标，国外
OEM(Original Equipment Manufacturer
，原始设备制造商
)
，如
GE(General Electric Company
，通用电气公司
)、P&W(Pratt&Whitney Group
，普拉特
·
惠特尼集团
)、RR(Rolls Royce plc.
，罗尔斯
·
罗伊斯
)
等，其可靠性指标的分配与评估均可利用前代产品的运营数据做支撑，并在相似产品的使用中得到了充分验证，通过不断的可靠性分析
、
设计迭代，其发动机产品的可靠性达到了很高水平
。
[0003]国内除有限的军机经验外，在民用航空发动机可靠性参数体系构建领域尚处探索阶段，在可靠性参数转化
、
可靠性要求制定
、
可靠性指标分配等方面，缺乏系统化
、
工程化的方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中航空发动机的可靠性指标在缺乏历史数据作为参考时无法进行分配和评估依靠的缺陷，提供一种航空发动机的可靠性建模分配方法及可靠性评估方法
。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]本专利技术提供一种基于多参数融合的航空发动机的可靠性建模分配方法，所述可靠性建模分配方法包括：
[0007]基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型；
[0008]基于参数融合算法融合所述运营可靠性指标的若干影响因子以确定所述可靠性转化与分配模型的参数；
[0009]基于确定参数后的所述可靠性转化与分配模型将所述运营可靠性指标转化为所述设计指标并分配到所述航空发动机的部件系统
。
[0010]较佳地，所述运营可靠性指标包括返厂率；所述影响因子包括发动机返厂特征参数
、
工况因子
、
特征寿命
、
首次返厂间隔和返厂率分配比例；
[0011]基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型的步骤包括：
[0012]基于威布尔分布模型
、
所述发动机的返厂率与所述部件系统的特征寿命的关联关系建立返厂率转化模型；
[0013]基于参数融合算法融合所述运营可靠性指标的若干影响因子以确定所述可靠性转化与分配模型的参数的步骤包括：
[0014]基于
DS
证据理论和贝叶斯算法将所述发动机返厂特征参数
、
所述工况因子
、
所述首次返厂间隔
、
所述返厂率分配比例和所述特征寿命进行融合以确定所述返厂率转化模型的参数
。
[0015]较佳地，所述返厂率转化模型包括以下公式：
[0016][0017]R
＝1‑
F(t)
；
[0018]F(t)
＝
SVR*t
；
[0019]其中，
R
为发动机可靠度，
A
为发动机返厂特征参数，
θ
为特征寿命，
β
为形状参数，
t
为时间，
F(t)
为发动机失效概率，
SVR
为发动机返厂率
。
[0020]较佳地，所述运营可靠性指标包括空停率；所述影响因子包括失效严酷程度
、
失效影响等级
、
零部件数量
、
零部件工况；
[0021]基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型的步骤包括：
[0022]基于空停故障树模型建立空停率转化模型；所述空停故障树模型包括导致空停的所有底事件集合；
[0023]基于参数融合算法融合所述运营可靠性指标的若干影响因子以确定所述可靠性转化与分配模型的参数的步骤包括：
[0024]基于主成分分析算法将所述失效严酷程度
、
所述失效影响等级
、
所述零部件数量
、
所述零部件工况进行融合以确定所述空停故障树模型内各底事件的权重系数
。
[0025]较佳地，所述运营可靠性指标包括签派中断率；所述影响因子包括航线可更换单元的数量
、
工况参数
、
故障被检测率和维修可达性参数；
[0026]基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型的步骤包括：
[0027]基于所述签派中断率与所述航线可更换单元故障率的关联关系建立签派中断率转化模型；
[0028]基于参数融合算法融合所述运营可靠性指标的若干影响因子以确定所述可靠性转化与分配模型的参数的步骤包括：
[0029]将所述航线可更换单元的数量
、
工况参数
、
故障被检测率
、
维修可达性参数进行融合以确定所述签派中断率转化模型的参数
。
[0030]较佳地，所述签派中断率转化模型包括以下公式：
[0031]DIR
＝
F(t)*
γ
i
；
[0032]其中，
DIR
为签派中断率，为
F(t)
为航线可更换单元故障率，
γ
i
为权重因子
。
[0033]较佳地，所述可靠性建模分配方法还包括：
[0034]获取所述发动机的试验所积累的故障数据；
[0035]基于所述故障数据确定所述发动机返厂特征参数
。
[0036]本专利技术还提供一种航空发动机的可靠性评估方法，所述可靠性评估方法包括：
[0037]获取所述发动机的运营可靠性指标和所述运营可靠性指标的若干影响因子；
[0038]基于所述运营可靠性指标和所述影响因子利用如上所述的发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于多参数融合的航空发动机的可靠性建模分配方法，其特征在于，所述可靠性建模分配方法包括：基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型；基于参数融合算法融合所述运营可靠性指标的若干影响因子以确定所述可靠性转化与分配模型的参数；基于确定参数后的所述可靠性转化与分配模型将所述运营可靠性指标转化为所述设计指标并分配到所述航空发动机的部件系统
。2.
如权利要求1所述的可靠性建模分配方法，其特征在于，所述运营可靠性指标包括返厂率；所述影响因子包括发动机返厂特征参数
、
工况因子
、
特征寿命
、
首次返厂间隔和返厂率分配比例；基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型的步骤包括：基于威布尔分布模型
、
所述发动机的返厂率与所述部件系统的特征寿命的关联关系建立返厂率转化模型；基于参数融合算法融合所述运营可靠性指标的若干影响因子以确定所述可靠性转化与分配模型的参数的步骤包括：基于
DS
证据理论和贝叶斯算法将所述发动机返厂特征参数
、
所述工况因子
、
所述首次返厂间隔
、
所述返厂率分配比例和所述特征寿命进行融合以确定所述返厂率转化模型的参数
。3.
如权利要求2所述的可靠性建模分配方法，其特征在于，所述返厂率转化模型包括以下公式：
R
＝1‑
F(t)
；
F(t)
＝
SVR*t
；其中，
R
为发动机可靠度，
A
为发动机返厂特征参数，
θ
为特征寿命，
β
为形状参数，
t
为时间
。4.
如权利要求1所述的可靠性建模分配方法，其特征在于，所述运营可靠性指标包括空停率；所述影响因子包括失效严酷程度
、
失效影响等级
、
零部件数量
、
零部件工况；基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型的步骤包括：基于空停故障树模型建立空停率转化模型；所述空停故障树模型包括导致空停的所有底事件集合；基于参数融合算法融合所述运营可靠性指标的若干影响因子以确定所述可靠性转化与分配模型的参数的步骤包括：基于主成分分析算法将所述失效严酷程度
、
所述失效影响等级
、
所述零部件数量
、
所述零部件工况进行融合以确定所述空停故障树模型内各底事件的权重系数
。5.
如权利要求1所述的可靠性建模分配方法，其特征在于，所述运营可靠性指标包括签
派中断率；所述影响因子包括航线可更换单元的数量
、
工况参数
、
故障被检测率和维修可达性参数；基于所述发动机的运营可靠性指标与所述发动机的设计指标的关联关系建立可靠性转化与分配模型的步骤包括：基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任帮月，单行健，王晓彬，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：