CN117129332B - 发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法及系统,涉及航空发动机技术领域,包括:S1、将发动机整机、陪试件置于试验站进行试验;S2、将发动机整机在车台进行开车试验;S3、获取发动机整机试验后零部件的剩余强度和剩余寿命;S4、获取真实服役后发动机零部件的剩余强度和剩余寿命;S5、获取陪试件的剩余强度和剩余寿命;S6、根据S3、S4和S5中获取的剩余强度和剩余寿命,获取修正系数,并建立修正评估方法;S7、获取标准试样的力学性能数据;S8、利用S6的修正评估方法对S7的力学性能数据进行修正。本发明获取的修正数据作为发动机强度寿命评估的输入数据,同时为发动机在真实自然海岛服役时检查间隔期的确定提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域,尤其涉及一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法及系统。
背景技术
涡轴/涡桨发动机在进行强度寿命评估和检查间隔期确定时,通常是通过标准试样的性能数据在设计阶段进行计算,通过车台的部件试验和整机试验进行最终确定。
自然海岛环境具有高热、高湿、重盐雾、污染物以及珊瑚砂等特点,发动机在自然海岛环境服役时,发动机的零部件需要承受外部环境的腐蚀和内部环境高温、高压、高转速的恶劣工况,零部件的强度寿命在此种环境下必将受到较大的影响。目前发动机的寿命确定仍然是采用发动机整机在车台自然环境试车的方式,与自然海岛环境差异较大,两种服役环境可能造成发动机的寿命存在差异。发动机的强度寿命评估未考虑腐蚀损伤带来的影响,并且腐蚀损伤发生后,检查间隔期需要怎么确定也没有详细的方法。除此之外,目前用于强度寿命评估和检查间隔期确定的分析计算数据都来自于用标准试样进行的性能测试,而不论是国际通用标准、国标、航标还是国军标,对标准试样的技术状态都有严格的要求,与服役时零部件表面状态不一致,标准试样的性能数据可能导致发动机强度寿命评估不够准确。
因此,按照目前的技术方法,存在以下问题:(1)现有发动机的强度寿命评估的计算输入是标准试样性能数据,部件试验和整机试验在车台完成,未考虑腐蚀损伤对发动机零部件寿命可能造成大幅下降的影响,会带来发动机在自然海岛环境服役时寿命比设计预期偏低,不利于发动机的服役安全。(2)真实自然海岛服役的发动机寿命、发动机在车台模拟环境试验寿命以及标准试样测试的强度寿命三者之间的关系没有建立评估方法,不能应用标准试样数据预测发动机的真实强度寿命。(3)当发动机在自然海岛服役发生腐蚀后,腐蚀损伤对零部件寿命的影响未建立评估方法,检查间隔期是否需要调整没有理论依据,检查间隔期设置存在不合理的风险,发动机的安全性和可靠性得不到保障,不利于发动机的服役安全。
发明内容
本发明目的在于提供一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法及系统,通过从自然海岛服役飞行试验到车台开车试验再到试验室标准试样试验逐级修正的方式,最终通过模拟真实服役情况的标准试样数据作为涡轴/涡桨发动机在自然海岛环境服役时的寿命预测和检查间隔期制定的输入,解决目前涡轴/涡桨发动机预期在自然海岛环境服役的强度寿命评估和检查间隔期确定无基于自然海岛-工况耦合环境腐蚀损伤的寿命评估数据获取方法的问题。本发明主要用于涡轴/涡桨发动机自然海岛环境下服役的强度寿命预测、检查间隔期制定,为预期在自然海岛服役的涡轴/涡桨发动机的设计和维护提供输入。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法,所述方法包括如下步骤:
步骤S1、建设试验站、编制试验谱,并根据编制的试验谱,将发动机整机、陪试件置于试验站进行试验,所述陪试件包括限寿件零件和标准试样;
步骤S2、根据步骤S1中编制的试验谱,将发动机整机在车台进行开车试验;
步骤S3、发动机整机车台开车试验结束后进行分解检查,获取发动机整机试验后零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命;
步骤S4、将完成与步骤S1和步骤S2相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,获取真实服役后发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命;
步骤S5、根据步骤S1中编制的试验谱和步骤S2中整机开车试验谱,制定陪试件的补充试验谱,并对陪试件进行补充试验,获取陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命;
步骤S6、根据第一剩余强度和第一剩余寿命、第二剩余强度和第二剩余寿命以及第三剩余强度和第三剩余寿命,获取第一修正系数、第二修正系数以及第三修正系数,并建立修正系数之间的修正评估方法;
步骤S7、根据步骤S1和步骤S5编制的补充试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获取标准试样的力学性能数据;
步骤S8、利用步骤S6的修正评估方法对步骤S7获得的标准试样的力学性能数据进行修正后,获取的修正数据作为发动机强度寿命评估的输入数据,进行发动机的强度寿命预测;
步骤S9、根据步骤S8中获得的标准试样修正后的力学性能数据,确定发动机的检查间隔期。
进一步地,所述的步骤S1、建设试验站、编制试验谱,并根据编制的试验谱,将发动机整机、陪试件置于试验站进行试验,所述陪试件包括限寿件零件和标准试样,具体包括如下步骤:
步骤S10、发动机试验前准备工作:将发动机本体、成附件、及主减与主机连接结构组成试验用整机,并将发动机的技术状态、包装和运输要求与交付用户时的要求保持一致;
步骤S11、试验站建设:根据发动机整机实际服役海岛的位置和自然环境情况,进行试验站的建设,试验站包括模拟海上平台停放和机库停放的功能;
步骤S12、试验谱编制:提取自然环境信息,根据自然海岛环境服役发动机真实的海上平台停放时间、机库停放时间和工作时间编制试验谱;
步骤S13、根据步骤S12编制的试验谱,将发动机整机和陪试件置于试验站进行试验,模拟发动机服役时在海上平台停放和机库停放,对发动机整机和陪试件定期进行检查,记录发动机零部件和陪试件腐蚀情况。
进一步地,所述自然环境信息包括:温度、湿度、日照、盐雾浓度、风速、降雨量、台风和污染物。
进一步地,所述的步骤S2、根据步骤S1中编制的试验谱,将发动机整机在车台进行开车试验,具体包括如下步骤:
步骤S20、根据步骤S1中提取的自然环境信息将车台环境布置成模拟真实环境,并根据步骤S1中编制的试验谱,将步骤S1中完成自然海岛试验的发动机整机在车台进行开车试验;
步骤S21、根据步骤S1中编制的试验谱,进行等效模拟加速试验谱的编制,将全新的发动机整机在车台开展加速腐蚀-工况耦合试验。
进一步地,所述的步骤S3、发动机整机车台开车试验结束后进行分解检查,获取发动机整机试验后零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命,具体包括如下步骤:
完成步骤S2中规定的试验后,对发动机整机进行分解检查,记录发动机零部件的腐蚀情况,并对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,结合腐蚀情况和力学性能数据,得到进行开车试验后发动机零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命。
进一步地,所述的步骤S4、将完成与步骤S1和步骤S2相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,获取真实服役后发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命,具体包括如下步骤:
将完成与步骤S1和步骤S2相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,记录发动机零部件的腐蚀情况,并对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,结合腐蚀情况和力学性能数据,得到真实服役后发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命。
进一步地,所述的步骤S5、根据步骤S1中编制的试验谱和步骤S2中整机开车试验谱,制定陪试件的补充试验谱,并对陪试件进行补充试验,获取陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命,具体包括如下步骤:
根据步骤S1中编制的试验谱和步骤S2中整机开车试验谱,制定陪试件的补充试验谱,试验时间与步骤S2中发动机整机车台开车试验相同,陪试件完成补充试验后,对陪试件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,得到陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命。
进一步地,所述的步骤S6、根据第一剩余强度和第一剩余寿命、第二剩余强度和第二剩余寿命以及第三剩余强度和第三剩余寿命,获取第一修正系数、第二修正系数以及第三修正系数,并建立修正系数之间的修正评估方法,具体包括如下步骤:
根据步骤S4获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正步骤S3获得的第一剩余强度和第一剩余寿命,获得第一修正系数;
再用步骤S4获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正步骤S5获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第二修正系数;
再用步骤S3获得的第一剩余强度和第一剩余寿命来修正步骤S5获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第三修正系数;
最后建立第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数之间的修正评估方法。
进一步地,所述的步骤S7、根据步骤S1和步骤S5编制的试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获取标准试样的力学性能数据,具体包括如下步骤:
根据步骤S1和步骤S5编制的试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获得标准试样的力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变。
本发明还提供了一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取系统,所述系统包括:第一试验单元、第二试验单元、第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元、建立单元、第四获取单元、输入数据获取单元和确定单元;其中,
第一试验单元,用于建设试验站、编制试验谱,并根据编制的试验谱,将发动机整机、陪试件置于试验站进行试验,所述陪试件包括限寿件零件和标准试样;
第二试验单元,用于根据第一试验单元中编制的试验谱,将发动机整机在车台进行开车试验;
第一获取单元,用于发动机整机车台开车试验结束后进行分解检查,获取发动机整机试验后零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命;
第二获取单元,用于将完成与第一试验单元和第二试验单元中相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,获取真实服役后发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命;
第三获取单元,用于根据第一试验单元和第二试验单元中编制的试验谱,制定陪试件的补充试验谱,并对陪试件进行补充试验,获取陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命;
建立单元,用于根据第一剩余强度和第一剩余寿命、第二剩余强度和第二剩余寿命以及第三剩余强度和第三剩余寿命,获取第一修正系数、第二修正系数以及第三修正系数,并建立修正系数之间的修正评估方法;
第四获取单元,用于根据第一试验单元和第三获取单元中编制的试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获取标准试样的力学性能数据;
输入数据获取单元,用于利用建立单元的修正评估方法对第四获取单元获得的标准试样的力学性能数据进行修正后,作为发动机强度寿命评估的输入数据,进行发动机的强度寿命预测;
所述确定单元,用于根据输入数据获取单元中获得的标准试样修正后的力学性能数据,确定发动机的检查间隔期。
本发明的技术效果和优点:
(1)、本发明提供了一种基于自然海岛环境整机腐蚀试验的材料强度寿命输入数据获取方法,用于发动机强度寿命评估的计算输入数据在腐蚀损伤和工况耦合情况下获得,更接近真实情况。
(2)、本发明建立了真实自然海岛服役的发动机强度寿命、发动机在车台模拟环境试验强度寿命以及标准试样测试的强度寿命三者之间的关系评估方法,应用标准试样数据预测发动机的真实强度寿命,操作简单,更加节省试验资源,加快研制进度。
(3)、本发明建立了腐蚀损伤对零部件强度寿命的影响评估方法,为发动机在真实自然海岛服役时,检查间隔期的确定提供依据。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明的一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法流程图;
图2为本发明的发动机在箱体中放置的主视图;
图3为本发明的发动机在箱体中放置的左视图;
图4为本发明的发动机在箱体中放置的俯视图;
图5为本发明的一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
此外,附图中所示的流程图仅是示例性说明,不是必须包括所有的步骤。例如,有的步骤还可以分解,而有的步骤可以合并或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本发明的核心发明点在于:整机自然海岛试验谱编制、发动机自然海岛腐蚀试验后车台开车试验谱编制和试验方法、陪试件试验谱编制和试验方法、标准试样试验谱编制,自然海岛服役后的发动机剩余强度寿命、车台开车试验后剩余强度寿命和陪试件试验后剩余强度寿命的修正评估方法,以考虑腐蚀-工况耦合的标准试样性能数据作为输入进行发动机强度寿命评估和检查间隔期确定的方法。
为解决现有技术的不足,本发明公开了一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法,图1为本发明的一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法流程图,如图1所示,所述方法包括如下步骤:
步骤S1、建设试验站、编制试验谱,并根据编制的试验谱,将发动机整机、陪试件置于试验站进行试验,所述陪试件包括限寿件零件和标准试样;
步骤S2、根据步骤S1中编制的试验谱,将发动机整机在车台进行开车试验;
步骤S3、发动机整机车台开车试验结束后进行分解检查,获取发动机整机试验后零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命;
步骤S4、将完成与步骤S1和步骤S2相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,获取真实服役后发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命;
步骤S5、根据步骤S1中编制的试验谱和步骤S2中整机开车试验谱,制定陪试件的补充试验谱,并对陪试件进行补充试验,获取陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命;
步骤S6、根据第一剩余强度和第一剩余寿命、第二剩余强度和第二剩余寿命以及第三剩余强度和第三剩余寿命,获取第一修正系数、第二修正系数以及第三修正系数,并建立修正系数之间的修正评估方法;
步骤S7、根据步骤S1和步骤S5编制的补充试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获取标准试样的力学性能数据;
步骤S8、利用步骤S6的修正评估方法对步骤S7获得的标准试样的力学性能数据进行修正后,作为发动机强度寿命评估的输入数据,进行发动机的强度寿命预测;
步骤S9、根据步骤S8中获得的标准试样修正后的力学性能数据,确定发动机的检查间隔期。
作为一种优选的实施方式,所述发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法的具体步骤如下:
步骤S1、发动机整机自然海岛试验:
步骤S10、发动机试验前准备工作:将发动机本体、成附件、及主减与主机连接结构组成试验用整机,并将发动机的技术状态、包装和运输要求与交付用户时的要求保持一致。
步骤S11、试验站建设:根据发动机整机实际服役海岛的位置和自然环境情况,进行试验站的建设,试验站包括模拟海上平台停放和机库停放的功能。为了模拟发动机在机舱内的情况,设计箱体装置,图2为本发明的发动机在箱体中放置的主视图,图3为本发明的发动机在箱体中放置的左视图,图4为本发明的发动机在箱体中放置的俯视图,如图2-4所示,将发动机固定于箱体中,发动机前端进气部位设置有百叶窗,百叶窗可调整开合角度,模拟发动机接触自然环境的情况。
步骤S12、试验谱编制:提取温度、湿度、日照、盐雾浓度、风速、降雨量、台风和污染物等自然环境信息,根据自然海岛环境服役发动机真实的海上平台停放时间、机库停放时间、工作时间等编制试验谱。
步骤S13、根据步骤S12编制的试验谱,将发动机整机和陪试件(限寿件零件和标准试样)置于试验站进行试验,模拟发动机服役时在海上平台停放和机库停放,对发动机整机和陪试件定期进行检查,记录发动机零部件和陪试件腐蚀情况。整个试验周期为发动机的设计寿命中在海上平台停放和机库停放的总时间,发动机每3个月进行一次油封,油封要求与发动机实际服役时要求一致。
步骤S2、发动机整机车台开车试验,分两种情况:
步骤S20、第一种情况:根据步骤S1中提取的自然环境信息将车台环境布置成模拟真实环境,并根据步骤S1中编制的试验谱,将步骤S1中完成自然海岛试验的发动机整机在车台进行开车试验,试验时间为发动机的设计寿命中开车的总时间。
步骤S21、第二种情况:根据步骤S1中编制的试验谱,进行等效模拟加速试验谱的编制,将全新的发动机整机在车台开展加速腐蚀-工况耦合试验,试验时间为发动机的设计寿命,发动机的寿命包括停放时间和开车时间。
步骤S3、发动机整机车台开车试验结束后分解检查:
完成步骤S2中规定的两种情况的试验后,对发动机整机进行分解检查,记录发动机零部件的腐蚀情况。对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得拉伸、疲劳、持久和蠕变等力学性能数据,得到进行两种情况开车试验后发动机零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命。
步骤S4、自然海岛服役的发动机整机分解检查:
将完成与步骤S1和步骤S2相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,记录发动机整机的腐蚀情况。对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得拉伸、疲劳、持久和蠕变等力学性能数据,得到真实服役的发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命。
步骤S5、陪试件补充试验:
根据步骤S1中编制的试验谱和步骤S2中整机开车试验谱,制定陪试件的补充试验谱,试验时间与步骤S2中发动机整机车台开车试验相同,陪试件完成补充试验后,对陪试件取样进行力学性能测试,获得拉伸、疲劳、持久和蠕变的力学性能数据,得到陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命。
步骤S6、修正系数获取
根据步骤S4获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正步骤S3获得的第一剩余强度和第一剩余寿命,获得第一修正系数,
再用步骤S4获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正步骤S5获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第二修正系数,
再用步骤S3获得的第一剩余强度和第一剩余寿命来修正步骤S5获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第三修正系数,
最后建立第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数之间的修正评估方法。
步骤S7、标准试样性能测试
根据步骤S1和步骤S5编制的试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的拉伸、疲劳、持久和蠕变等力学性能测试,得到标准试样的力学性能数据。
步骤S8、发动机寿命预测
利用步骤S6获得的修正评估方法对步骤S7获得的标准试样的力学性能数据进行修正后,获取的修正数据作为发动机强度寿命评估的输入数据,进行发动机的寿命预测。
步骤S9、发动机检查间隔期确定
根据步骤S8中获得的标准试样修正后的力学性能数据,分析腐蚀与性能的关系,建立腐蚀损伤对零部件寿命影响的评估方法,确定发动机的检查间隔期。
本发明还提供了一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取系统,图5为本发明的一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取系统示意图,如图5所示,所述系统包括:第一试验单元11、第二试验单元12、第一获取单元13、第二获取单元14、第三获取单元15、建立单元16、第四获取单元17、输入数据获取单元18和确定单元19;其中,第一试验单元11,用于建设试验站、编制试验谱,并根据编制的试验谱,将发动机整机、陪试件置于试验站进行试验,所述陪试件包括限寿件零件和标准试样;第二试验单元12,用于根据第一试验单元11中编制的试验谱,将发动机整机在车台进行开车试验;第一获取单元13,用于发动机整机车台开车试验结束后进行分解检查,获取发动机整机试验后零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命;第二获取单元14,用于将完成与第一试验单元11和第二试验单元12中相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,获取真实服役后发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命;第三获取单元15,用于根据第一试验单元11和第二试验单元12中编制的试验谱,制定陪试件的补充试验谱,并对陪试件进行补充试验,获取陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命;建立单元16,用于根据第一剩余强度和第一剩余寿命、第二剩余强度和第二剩余寿命以及第三剩余强度和第三剩余寿命,获取第一修正系数、第二修正系数以及第三修正系数,并建立修正系数之间的修正评估方法;第四获取单元17,用于根据第一试验单元11和第三获取单元15中编制的试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获取标准试样的力学性能数据;输入数据获取单元18,用于利用建立单元16的修正评估方法对第四获取单元17获得的标准试样的力学性能数据进行修正后,作为发动机强度寿命评估的输入数据,进行发动机的强度寿命预测;所述确定单元19,用于根据输入数据获取单元18中获得的标准试样修正后的力学性能数据,确定发动机的检查间隔期。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤S1、发动机整机自然海岛试验:
步骤S10、发动机试验前准备工作:将发动机本体、成附件及主减与主机连接结构组成试验用整机,并将发动机的技术状态、包装和运输要求与交付用户时的要求保持一致;
步骤S11、试验站建设:根据发动机整机实际服役海岛的位置和自然环境情况,进行试验站的建设,试验站包括模拟海上平台停放和机库停放的功能;
步骤S12、试验谱编制:提取自然环境信息,根据自然海岛环境服役发动机真实的海上平台停放时间、机库停放时间和工作时间编制试验谱;所述自然环境信息包括:温度、湿度、日照、盐雾浓度、风速、降雨量、台风和污染物;
步骤S13、根据步骤S12编制的试验谱,将发动机整机和陪试件置于试验站进行试验,模拟发动机服役时在海上平台停放和机库停放,对发动机整机和陪试件定期进行检查,记录发动机零部件和陪试件腐蚀情况;所述陪试件包括限寿件零件和标准试样;
步骤S2、发动机整机车台开车试验,分两种情况:
步骤S20、第一种情况:根据步骤S1中提取的自然环境信息将车台环境布置成模拟真实环境,并根据步骤S1中编制的试验谱,将步骤S1中完成自然海岛试验的发动机整机在车台进行开车试验,试验时间为发动机的设计寿命中开车的总时间;
步骤S21、第二种情况:根据步骤S1中编制的试验谱,进行等效模拟加速试验谱的编制,将全新的发动机整机在车台开展加速腐蚀-工况耦合试验,试验时间为发动机的设计寿命,发动机的寿命包括停放时间和开车时间;
步骤S3、发动机整机车台开车试验结束后分解检查:
完成步骤S2中规定的两种情况的试验后,对发动机整机进行分解检查,记录发动机零部件的腐蚀情况;对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,得到进行两种情况开车试验后发动机零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命;
步骤S4、自然海岛服役的发动机整机分解检查:
将完成与步骤S1和步骤S2相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,记录发动机整机的腐蚀情况;对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,得到真实服役的发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命;
步骤S5、陪试件补充试验:
根据步骤S1中编制的试验谱和步骤S2中整机开车试验谱,制定陪试件的补充试验谱,试验时间与步骤S2中发动机整机车台开车试验相同,陪试件完成补充试验后,对陪试件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,得到陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命;
步骤S6、修正系数获取:
根据步骤S4获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正步骤S3获得的第一剩余强度和第一剩余寿命,获得第一修正系数;
再用步骤S4获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正步骤S5获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第二修正系数;
再用步骤S3获得的第一剩余强度和第一剩余寿命来修正步骤S5获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第三修正系数;
最后建立第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数之间的修正评估方法;
步骤S7、标准试样性能测试:
根据步骤S1和步骤S5编制的试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变;
步骤S8、发动机寿命预测:
利用步骤S6获得的修正评估方法对步骤S7获得的标准试样的力学性能数据进行修正后,获取的修正数据作为发动机强度寿命评估的输入数据,进行发动机的寿命预测;
步骤S9、发动机检查间隔期确定:
根据步骤S8中获得的标准试样修正后的力学性能数据,分析腐蚀与性能的关系,建立腐蚀损伤对零部件寿命影响的评估方法,确定发动机的检查间隔期。
2.一种发动机整机腐蚀试验的强度寿命输入数据获取系统,其特征在于,所述系统包括:第一试验单元、第二试验单元、第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元、建立单元、第四获取单元、输入数据获取单元和确定单元;其中,
第一试验单元,用于发动机整机自然海岛试验;包括:
发动机试验前准备工作:将发动机本体、成附件及主减与主机连接结构组成试验用整机,并将发动机的技术状态、包装和运输要求与交付用户时的要求保持一致;
试验站建设:根据发动机整机实际服役海岛的位置和自然环境情况,进行试验站的建设,试验站包括模拟海上平台停放和机库停放的功能;
试验谱编制:提取自然环境信息,根据自然海岛环境服役发动机真实的海上平台停放时间、机库停放时间和工作时间编制试验谱;所述自然环境信息包括:温度、湿度、日照、盐雾浓度、风速、降雨量、台风和污染物;
根据编制的试验谱,将发动机整机和陪试件置于试验站进行试验,模拟发动机服役时在海上平台停放和机库停放,对发动机整机和陪试件定期进行检查,记录发动机零部件和陪试件腐蚀情况;所述陪试件包括限寿件零件和标准试样;
第二试验单元,用于发动机整机车台开车试验,分两种情况:
第一种情况:根据第一试验单元中提取的自然环境信息将车台环境布置成模拟真实环境,并根据第一试验单元中编制的试验谱,将第一试验单元中完成自然海岛试验的发动机整机在车台进行开车试验,试验时间为发动机的设计寿命中开车的总时间;
第二种情况:根据第一试验单元中编制的试验谱,进行等效模拟加速试验谱的编制,将全新的发动机整机在车台开展加速腐蚀-工况耦合试验,试验时间为发动机的设计寿命,发动机的寿命包括停放时间和开车时间;
第一获取单元,用于发动机整机车台开车试验结束后分解检查;包括:
完成第二试验单元中规定的两种情况的试验后,对发动机整机进行分解检查,记录发动机零部件的腐蚀情况;对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,得到进行两种情况开车试验后发动机零部件的第一剩余强度和第一剩余寿命;
第二获取单元,用于自然海岛服役的发动机整机分解检查;包括:
将完成与第一试验单元和第二试验单元相同时间真实服役的发动机整机进行分解检查,记录发动机整机的腐蚀情况;对限寿件零件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,得到真实服役的发动机零部件的第二剩余强度和第二剩余寿命;
第三获取单元,用于陪试件补充试验;包括:
根据第一试验单元中编制的试验谱和第二试验单元中整机开车试验谱,制定陪试件的补充试验谱,试验时间与第二试验单元中发动机整机车台开车试验相同,陪试件完成补充试验后,对陪试件取样进行力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变,得到陪试件的第三剩余强度和第三剩余寿命;
建立单元,用于修正系数获取;包括:
根据第二获取单元获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正第一获取单元获得的第一剩余强度和第一剩余寿命,获得第一修正系数;
再用第二获取单元获得的第二剩余强度和第二剩余寿命来修正第三获取单元获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第二修正系数;
再用第一获取单元获得的第一剩余强度和第一剩余寿命来修正第三获取单元获得的第三剩余强度和第三剩余寿命,获得第三修正系数;
最后建立第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数之间的修正评估方法;
第四获取单元,用于标准试样性能测试;包括:
根据第一试验单元和第三获取单元编制的试验谱,制定模拟加速腐蚀-工况耦合试验谱,并开展标准试样不同时间的加速腐蚀-工况耦合试验,试验完成后,进行标准试样的力学性能测试,获得力学性能数据包括:拉伸、疲劳、持久和蠕变;
输入数据获取单元,用于发动机寿命预测;包括:
利用建立单元获得的修正评估方法对第四获取单元获得的标准试样的力学性能数据进行修正后,获取的修正数据作为发动机强度寿命评估的输入数据,进行发动机的寿命预测;
确定单元,用于发动机检查间隔期确定;包括:
根据输入数据获取单元中获得的标准试样修正后的力学性能数据,分析腐蚀与性能的关系,建立腐蚀损伤对零部件寿命影响的评估方法,确定发动机的检查间隔期。
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