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航空发动机气路故障模拟试验台及静电监测技术研究

作　者: 余有锋
导　师: 左洪福
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 航空发动机 气路故障 静电 监测 试验
分类号: V263.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


航空发动机气路故障是重要的发动机故障，气路故障会严重影响发动机正常工作，对飞行安全构成极大胁威，由于航空发动机的工作特点，气路故障又是无法完全避免的，因此只有及时发现，尽早排除故障，才能保证航空发动机正常工作，降低飞行风险。针对航空发动机气路故障，人们做了许多研究，取得了很多成果，基本达到飞行安全的要求。静电监测技术方法是一种基于静电感应原理来监测气路故障的方法，它有实时在线监测的优点，可以在气路故障发生早期就捕捉到异常信号，提供早期预警。由于气路故障原因复杂，要高效深入的研究，必须有实验室化的气路故障模拟试验系统，本文基于静电监测技术设计实现了一种用于研究航空发动机气路故障的试验系统,对航空发动机碰摩故障进行了模拟试验。本文的主要内容如下：(1)研究了航空发动机气路故障发生机理、原因和影响，并在此基础上利用静电监测技术对航空发动机气路故障进行了监测，通过试验发现，无法应用静电监测技术监测出全部气路故障类型，主要是因为原有试验系统无法有效与静电监测技术匹配应用。(2)针对原有试验系统功能不足的问题，设计了一种全新的可应用静电监测技术模拟航空发动机气路故障的试验系统，并对试验系统进行了硬件选型和调试工作，但由于调试还未完成，未能在新试验系统上进行气路故障试验的模拟。(3)利用静电监测技术进行了航空发动机叶片与机匣碰摩故障的模拟试验，设计了静电信号采集系统，并对所采集的静电信号进行了分析。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章 绪论  12-18
  1.1 航空发动机气路故障的研究意义  12-15
    1.1.1 课题来源  12-14
    1.1.2 简述航空发动机气路故障  14-15
  1.2 简述气路静电监测技术  15-16
  1.3 航空发动机气路故障研究的难点  16-17
  1.4 文章结构安排  17-18
第二章 航空发动机气路故障  18-27
  2.1 航空发动机  18-19
  2.2 航空发动机气路故障类型  19-21
  2.3 航空发动机气路碰摩故障  21-24
  2.4 航空发动机气路故障诊断技术  24-26
  2.5 本章小节  26-27
第三章 静电监测技术  27-38
  3.1 静电传感器  27-28
    3.1.1 传感器  27
    3.1.2 静电传感器的原理  27-28
    3.1.3 静电传感器的分类  28
  3.2 航空发动机气路颗粒荷电机理  28-31
    3.2.1 颗粒物荷电机理  28-30
    3.2.2 航空发动机气路颗粒  30-31
  3.3 外场试验  31-36
    3.3.1 试验原理  31-32
    3.3.2 静电信号采集系统介绍  32
    3.3.3 静电信号特征量  32-33
    3.3.4 试验过程与结果分析  33-36
  3.4 对外场试验的思考  36-37
  3.5 本章小节  37-38
第四章 航空发动机气路故障模拟试验台设计与关键件选型  38-57
  4.1 气路故障模拟试验台设计目标与设计方案  38-39
    4.1.1 设计目标  38
    4.1.2 试验台设计方案  38-39
  4.2 航空发动机气路故障模拟试验台设计  39-41
    4.2.1 系统分析  39-40
    4.2.2 气路故障模拟试验台设计  40-41
  4.3 气路故障模拟试验台详细设计及关键件选型  41-52
    4.3.1 后延长管系统  42
    4.3.2 激振系统  42-46
    4.3.3 转子系统  46-47
    4.3.4 其它机械部分  47-49
    4.3.5 关键件选型  49-52
  4.4 设计中的强度与性能计算  52-54
    4.4.1 转接头强度较核  52-53
    4.4.2 激振杆强度较核  53-54
    4.4.3 转轴直径较核  54
  4.5 试验系统硬件调试  54-56
  4.6 本章小节  56-57
第五章 航空发动机气路碰摩故障模拟试验研究  57-67
  5.1 采集系统设计  57-60
    5.1.1 系统功能  57
    5.1.2 系统界面及程序  57-60
  5.2 气路碰摩故障模拟试验  60-62
    5.2.1 试验目的与试验方案  60-61
    5.2.2 碰摩故障模拟试验  61-62
  5.3 碰摩静电信号分析处理  62-66
    5.3.1 静电信号时域、频域分析  62-64
    5.3.2 独立分量(ICA)信号消噪  64-66
  5.4 本章小节  66-67
第六章 总结和展望  67-68
  6.1 总结  67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
在学期间的研究成果及发表的学术论文  72

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空制造工艺 > 航空发动机制造 > 故障分析及排除
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