本書圍繞發(fā)動機零部件和整機壽命與翻修間隔壽命的確定、監(jiān)控及管理等問題進行闡述。書中介紹了影響零部件和整機壽命的因素；闡述了作者課題組發(fā)展的幾種技術(shù)和理論方法，即拉伸應變能壽命預測模型、結(jié)構(gòu)件疲勞模擬試驗件設計方法、基于殘余應力確定**應變循環(huán)、基于殘存比率法確定關(guān)鍵件疲勞壽命、使用載荷和載荷譜隨機分布特性等；介紹了先進典型航空發(fā)動機壽命監(jiān)控技術(shù)，整理出多型壽命監(jiān)控系統(tǒng)及數(shù)學模型；將發(fā)動機壽命監(jiān)測方法和手段劃分為人工監(jiān)測、綜合換算率、歷程記錄儀以及預測與健康管理四個階段；同時介紹了12個國家多種型號發(fā)動機壽命控制方法。本書內(nèi)容多為作者課題組開展的研究項目和經(jīng)驗積累，并在工程實踐中大量應用，取得了一定的經(jīng)濟效益和軍事效益。
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目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 發(fā)動機壽命監(jiān)控的意義與技術(shù)途徑 1
1.1.1 發(fā)動機使用壽命 1
1.1.2 發(fā)動機壽命可靠性管理 2
1.1.3 實施單機壽命監(jiān)控的意義 7
1.2 國外航空發(fā)動機壽命監(jiān)控技術(shù)發(fā)展與壽命管理情況綜述 8
1.2.1 壽命監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展 8
1.2.2 英國皇家空軍航空發(fā)動機的壽命管理與監(jiān)控 11
1.2.3 美國軍用航空發(fā)動機的壽命管理與監(jiān)控 13
1.2.4 法國航空發(fā)動機的壽命管理方法 16
1.2.5 加拿大航空發(fā)動機的壽命管理方法 18
1.2.6 德國航空發(fā)動機的壽命管理方法 18
1.2.7 其他國家軍用航空發(fā)動機的壽命管理與監(jiān)控 19
參考文獻 20
第2章 航空燃氣渦輪發(fā)動機壽命消耗監(jiān)測技術(shù) 24
2.1 航空發(fā)動機預測與健康管理技術(shù)簡介 24
2.2 關(guān)鍵件的壽命控制方法 27
2.2.1 安全壽命法 27
2.2.2 因故退役法 27
2.2.3 損傷容限法 29
2.3 影響航空發(fā)動機零部件使用壽命的因素 30
2.3.1 疲勞機理 32
2.3.2 低循環(huán)疲勞 33
2.3.3 高周疲勞 34
2.3.4 熱機械疲勞 37
2.3.5 蠕變 39
2.3.6 腐蝕 40
2.3.7 機械磨蝕 41
2.3.8 微動磨損、磨損和擦傷 42
2.3.9 其他 43
2.4 發(fā)動機壽命預測和壽命消耗測量 46
2.4.1 壽命設計 46
2.4.2 使用壽命消耗的確定 48
2.4.3 飛行任務剖面分析 49
2.4.4 最佳使用壽命的確定 49
2.4.5 壽命消耗測量 50
2.4.6 測量參數(shù) 54
2.5 渦噴-6發(fā)動機一級渦輪盤損傷容限法確定壽命舉例 55
2.5.1 概述 55
2.5.2 槽底裂紋產(chǎn)生的原因和性質(zhì)分析 61
2.5.3 裂紋尖端參量的計算 63
2.5.4 臨界裂紋長度的確定 65
2.5.5 槽底裂紋的擴展和剩余壽命的計算 68
2.5.6 工程允許裂紋長度的確定 71
參考文獻 72
第3章 基于可靠性和安全性的零部件分類與劃分 74
3.1 航空發(fā)動機的可靠性和安全性 74
3.2 航空發(fā)動機零部件分類 76
3.2.1 關(guān)鍵部位和關(guān)鍵件 76
3.2.2 英國羅·羅公司對發(fā)動機零部件的分類 77
3.2.3 美國對發(fā)動機零部件的分類 77
3.2.4 國內(nèi)對發(fā)動機零部件的分類 79
參考文獻 80
第4章 航空發(fā)動機飛行載荷參數(shù)處理模型 81
4.1 偽讀數(shù)去除 81
4.2 發(fā)動機熱端系數(shù)模型 83
4.2.1 用發(fā)動機參數(shù)表示的熱端系數(shù) 83
4.2.2 某型發(fā)動機熱端系數(shù)模型 84
4.3 航空發(fā)動機飛行載荷實時壓縮處理模型 85
4.3.1 峰谷值檢測 85
4.3.2 無效幅值去除 85
4.3.3 程序框圖 88
4.4 航空發(fā)動機飛行載荷實時雨流計數(shù)模型 89
4.4.1 雨流計數(shù)法簡介 89
4.4.2 實時雨流計數(shù)循環(huán)判讀規(guī)則 91
4.4.3 封閉波形處理 92
4.4.4 程序框圖 94
參考文獻 96
第5章 結(jié)構(gòu)件壽命研究關(guān)鍵技術(shù) 97
5.1 常用的關(guān)鍵件定壽方法和關(guān)鍵技術(shù)簡介 97
5.2 拉伸應變能壽命預測模型 100
5.2.1 常用的疲勞壽命分析方法 100
5.2.2 單軸應力循環(huán)拉伸變形功 104
5.2.3 拉伸應變能低循環(huán)疲勞壽命預測模型 106
5.2.4 拉伸應變能低循環(huán)疲勞壽命預測舉例 108
5.3 發(fā)動機結(jié)構(gòu)件疲勞模擬試驗件設計方法及壽命考核 113
5.3.1 模擬件的意義 113
5.3.2 模擬件設計基本準則 113
5.3.3 模擬件典型樣式及遵循的準則 114
5.3.4 典型工程實例 116
5.4 基于殘余應力確定最大應變循環(huán)研究 142
5.4.1 國內(nèi)外常用的殘余應力測試方法 142
5.4.2 輪盤最大應力-應變循環(huán) 146
5.4.3 以應力釋放位移為邊界條件的有限元法及密柵云紋法確定殘余應力 149
5.4.4 基于殘余應力推導最大工作循環(huán) 151
5.4.5 具體工程實例 156
5.5 基于殘存比率法確定活塞六甲發(fā)動機主連桿疲勞壽命 164
5.5.1 活塞六甲發(fā)動機主連桿斷裂故障 164
5.5.2 活塞六甲發(fā)動機主連桿斷裂機理分析 166
5.5.3 活塞六甲發(fā)動機主連桿疲勞壽命評估 174
參考文獻 179
第6章 基于低循環(huán)疲勞的使用壽命監(jiān)控技術(shù) 181
6.1 壽命監(jiān)控的意義 181
6.2 監(jiān)控的壽命參數(shù) 181
6.3 壽命消耗監(jiān)控的技術(shù)手段和方法 182
6.3.1 壽命消耗監(jiān)控技術(shù)階段劃分 182
6.3.2 發(fā)動機綜合換算率 185
6.3.3 基于飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù) 198
6.3.4 發(fā)動機歷程記錄儀 204
6.4 典型的基于低循環(huán)疲勞的使用壽命監(jiān)控模型及系統(tǒng) 208
6.4.1 美國、英國、法國等國家部分發(fā)動機的壽命監(jiān)控模型及系統(tǒng) 208
6.4.2 俄羅斯、烏克蘭等國家發(fā)動機的壽命監(jiān)控模型 217
6.4.3 帶反推力的民用航空發(fā)動機 220
6.4.4 對比分析 222
6.5 航空發(fā)動機壽命監(jiān)控技術(shù)與控制技術(shù)發(fā)展的關(guān)系 226
6.5.1 基于控制和維修技術(shù)的航空發(fā)動機五個時代的劃分 226
6.5.2 航空發(fā)動機控制系統(tǒng)發(fā)展史的階段劃分 226
6.5.3 航空發(fā)動機壽命監(jiān)控技術(shù)與控制系統(tǒng)的發(fā)展協(xié)調(diào)關(guān)系 229
參考文獻 232
第7章 使用載荷及載荷譜隨機分布特性 233
7.1 載荷的隨機化影響結(jié)構(gòu)疲勞可靠性 233
7.2 載荷分類 234
7.2.1 強度相關(guān)載荷和壽命相關(guān)載荷 234
7.2.2 實際飛行譜中的低循環(huán)疲勞相關(guān)載荷的作用分析 235
7.3 發(fā)動機載荷譜 238
7.3.1 發(fā)動機載荷譜基本知識 238
7.3.2 監(jiān)控參數(shù)采樣頻率對損傷計算的影響 243
7.3.3 載荷譜和應力譜的轉(zhuǎn)換處理 245
7.3.4 載荷譜轉(zhuǎn)換應力譜舉例 248
7.4 使用載荷及載荷譜隨機性 251
7.4.1 影響結(jié)構(gòu)件可靠性的內(nèi)因和外因 251
7.4.2 某渦輪風扇發(fā)動機起動次數(shù)固定服役期的隨機性研究 252
7.4.3 某型發(fā)動機大狀態(tài)工作時間固定服役期的隨機性研究 257
7.4.4 某渦輪風扇發(fā)動機起動次數(shù)隨工作時間的累積值隨機性研究 259
7.4.5 某渦輪風扇發(fā)動機大狀態(tài)工作時間隨工作時間的累積值隨機性研究 260
7.5 基于固定任務混頻的壽命相關(guān)載荷分布特性研究 262
7.5.1 基于固定任務混頻的飛行載荷累積過程 262
7.5.2 基于固定任務混頻的飛行模擬 264
7.5.3 基于固定任務混頻的壽命相關(guān)載荷基本分布特性 267
7.6 變?nèi)蝿栈祛l壽命相關(guān)載荷累積量分布特性 268
7.6.1 變?nèi)蝿栈祛l下的壽命相關(guān)載荷累積量隨機分布特性規(guī)律 268
7.6.2 變?nèi)蝿栈祛l的壽命相關(guān)載荷累積量分布特性的飛行模擬 272
7.6.3 變?nèi)蝿栈祛l的壽命相關(guān)載荷累積量分布特性結(jié)論 276
7.6.4 發(fā)動機實際使用載荷算例 276
7.7 使用中載荷分布特性的處理和發(fā)動機之間分散度的定量確定 281
7.7.1 實際使用中載荷分布特性的技術(shù)處理 281
7.7.2 國內(nèi)某渦扇發(fā)動機載荷和換算率分散性 284
參考文獻 286
第8章 修理中的零部件壽命控制技術(shù) 288
8.1 不同的維修方式及其主要影響因素 288
8.2 基于裝機對象的發(fā)動機分類 289
8.2.1 民用和軍用發(fā)動機 289
8.2.2 軍用發(fā)動機分類 289
8.3 基于低循環(huán)疲勞壽命監(jiān)控的零部件修理技術(shù) 291
8.3.1 基于安全壽命和損傷容限的兩種壽命控制方法 291
8.3.2 壽命控制和修理的成功案例 294
8.4 典型的維修方式和程序 300
參考文獻 313
第9章 整機壽命和翻修壽命 314
9.1 整機翻修壽命和總壽命 314
9.1.1 發(fā)動機翻修壽命和總壽命的決定因素 314
9.1.2 發(fā)動機兩種壽命管理體系 317
9.2 定壽、延壽常用的關(guān)鍵技術(shù) 318
9.2.1 幾種臺架持久試車 318
9.2.2 外場領先使用 323
9.3 某渦輪軸發(fā)動機任務化持久試車大綱 325
9.3.1 某渦軸發(fā)動機設計載荷譜 326
9.3.2 兩種溫度條件下的地面試車剖面處理 326
9.3.3 海平面標準大氣條件下的任務化持久試車譜 330
參考文獻 335
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