【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机载荷谱，具体是基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法。
技术介绍
1、综合任务谱是通过一次载荷历程来代表工程机械在整个使用寿命期内的受载情况，往往选取能够代表机械典型工作任务的载荷参数进行综合任务谱编制。现有技术中一般选取某一剖面进行仿真，很难代表发动机在使用历程中所有的机动工作。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种考虑载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，能够代表航空发动机典型工况的各类航空发动机载荷。
2、为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
3、本专利技术是基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，包括如下操作：
4、对多个航空发动机任务剖面进行规整化处理获得多个规整化任务剖面，对规整化任务剖面进行载荷片段分类；
5、基于规整化任务剖面提取疲劳载荷、蠕变载荷、热冲击载荷数据，对疲劳载荷、蠕变载荷、热冲击载荷数据进行统计，对统计结果进概率行分布拟合，获得对应载荷的分散性特征；
6、根据对应载荷的分散性特征，对疲劳载荷、蠕变载荷、热冲击载荷进行随机抽样，利用抽样得到的载荷片段编制综合任务谱。
7、本专利技术的进一步改进在于：所述规整化处理包括如下操作步骤：
8、a1，对航空发动机任务剖面中的实测载荷谱进行雨流滤波，根据一定的阈值删除小载荷，获得峰谷值；
9、a2，根据峰谷值，对相邻峰谷值之间数据
10、本专利技术的进一步改进在于：所述疲劳载荷的分散性特征的获取包括如下操作步骤：
11、b1，对规整化任务剖面进行雨流计数，获得循环峰谷值雨流计数矩阵；
12、b2，对于循环峰谷值雨流计数矩阵，选取其中概率不为零的疲劳载荷类型进行概率拟合，得到疲劳载荷分散性特征。
13、本专利技术的进一步改进在于：所述b2中概率拟合采用包括正态分布、对数正态分布、两参数威布尔分布、三参数威布尔分布或极值分布的分布函数拟合各参数的分布情况，通过拟合残差对比分析不同分布函数的拟合效果，并选用残差最小的分布函数作为描述某一疲劳载荷类型的分布函数。
14、本专利技术的进一步改进在于：所述载荷片段分为谷值型保载段、峰值型保载段、上升沿保载段、下降沿保载段、上升沿和下降沿六类。
15、本专利技术的进一步改进在于：蠕变载荷的分散性特征的获取包括如下操作步骤：c1,提取表征蠕变载荷的蠕变载荷片段类型、保载转速/温度、保载持续时间，并进行统计，其中蠕变载荷片段类型为谷值型保载段、峰值型保载段、上升沿保载段、下降沿保载段；
16、c2,根据保载转速/温度确定蠕变载荷等级，并根据蠕变载荷等级进行保载持续时间概率分布拟合，得到蠕变载荷分散性特征。
17、本专利技术的进一步改进在于：所述热冲击载荷的分散性特征的获取包括如下操作步骤：
18、d1,提取上升沿和下降沿，根据上升沿和下降沿得到对应载荷片段的上下限温度/转速；
19、d2,根据上下限温度/转速确定热冲击上下限载荷等级，并对热冲击载荷进行分类，拟合上升沿和下降沿对应的温度/转速变化速率，得到热冲击载荷分散性特征。
20、本专利技术的进一步改进在于：所述根据对应载荷的分散性特征，对疲劳载荷、蠕变载荷、热冲击载荷进行随机抽样，利用抽样得到的载荷片段编制综合任务谱的具体操作步骤包括：
21、e1,将疲劳载荷的疲劳峰值载荷与峰值型保载段匹配，将疲劳载荷的疲劳谷值载荷与谷值型保载段匹配；
22、e2,在载荷循环之间基于蠕变载荷概率分布插入蠕变载荷中的上升沿保载段和下降沿保载；
23、e3,根据对应载荷的分散性特征抽样获得转速变化速率，基于转速变化速率与热冲击载荷成正相关，添加抽样获得的转速变化速率下的热冲击载荷并重排组合获得综合任务谱。
24、本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术基于多飞行任务与多航空发动机剖面，进行概率建模与函数拟合，与以往仅仅选取某一剖面的综合任务谱编制相比，更能代表航空发动机实际工作的情况，考虑了航空发动机疲劳载荷，蠕变载荷与热冲击载荷的随机性；
25、(2)本综合任务谱编制效果相较于实际飞行载荷，疲劳寿命误差在10％以内，具有良好的还原性，贴近航空发动机实际工况。
26、综上所述，本专利技术基于对实际航空发动机工作载荷的提取，然后基于概率统计来随机产生疲劳载荷、蠕变载荷与热冲击载荷的载荷库。最后基于综合任务谱的编制原则将上述三类载荷组合。本专利技术考虑了实际工作情况下疲劳、蠕变与热冲击载荷的随机性，并且提供了一种科学的综合任务谱编制方法。
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1.基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述规整化处理包括如下操作步骤：
3.根据权利要求1所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述疲劳载荷的分散性特征的获取包括如下操作步骤：
4.根据权利要求3所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述b2中概率拟合采用包括正态分布、对数正态分布、两参数威布尔分布、三参数威布尔分布或极值分布的分布函数拟合各参数的分布情况，通过拟合残差对比分析不同分布函数的拟合效果，并选用残差最小的分布函数作为描述某一疲劳载荷类型的分布函数。
5.根据权利要求1所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述载荷片段分为谷值型保载段、峰值型保载段、上升沿保载段、下降沿保载段、上升沿和下降沿六类。
6.根据权利要求5所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述蠕变载荷
7.根据权利要求5所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述热冲击载荷的分散性特征的获取包括如下操作步骤：
8.根据权利要求1所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述根据对应载荷的分散性特征，对疲劳载荷、蠕变载荷、热冲击载荷进行随机抽样，利用抽样得到的载荷片段编制综合任务谱的具体操作步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述规整化处理包括如下操作步骤：
3.根据权利要求1所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述疲劳载荷的分散性特征的获取包括如下操作步骤：
4.根据权利要求3所述的基于载荷分散性特征的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于：所述b2中概率拟合采用包括正态分布、对数正态分布、两参数威布尔分布、三参数威布尔分布或极值分布的分布函数拟合各参数的分布情况，通过拟合残差对比分析不同分布函数的拟合效果，并选用残差最小的分布函数作为描述某一疲劳载荷类型的分布函数。
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【专利技术属性】
技术研发人员：牛序铭，陈涛，宋迎东，孙志刚，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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