采用duane模型评估航空发动机平均故障间隔时间

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1、2006年第32卷第1期航空发动机29采用Duane模型评估航空发动机平均故障间隔时间王桂华张连祥(沈阳发动机设计研究所,沈阳110015)摘要:针对某型航空发动机,采用Duane模型进行了可靠性数据分析,并采用2种数值分析方法进行了曲线拟合,从而给出了可靠性指标(平均故障间隔时间MTBF)的评估值。关键词:航空发动机可靠性Duane模型EvaluationofMeanTimeBetweenFailuresforAeroengineUsingDuaneModelWangGuihuaZhangLianxia

2、ng(ShenyangAeroengineResearchInstitute,Shenyang110015,China)Abstract:ThereliabilitydataofanaeroengineisanalyzedusingDuanemodel.Twonumericalanalyzingmethodsareusedforcurvefitting.Evaluatedvalueofoneofthereliabilityindexes(meantimebetweenfailures———MTBF)iso

3、btained.Keywords:aeroengine;reliability;Duanemodel当前可靠性指标的真实水平。即发动机经过改进1引言后,可靠性指标明显提高,但阶段平均值很难反映该某型航空发动机在研制过程中,通过试车和试阶段的最终可靠性水平,特别是,通过累积各阶段数飞不断地发现问题和解决问题,并不断改进设计,从据所得到的均值与最终状态的指标相差甚远。而积累了大量的分析数据。为了给出该发动机接近表14个批次发动机使用统计数据实际的阶段性可靠性指标,需要采用合适的方法进MTBF批次故障数使用时间

4、(h)行评估。因此,本文采用了Duane模型进行了计算(h)分析。11721012.35259220037.292某型发动机研制阶段的可靠性数据338161042.374421052.50平均故障间隔时间(MTBF)的计算涉及到每个总计118423035.85台份的使用载荷问题,因此,使用的数据主要以进行过特种试车的发动机为主。在此,对4个批次的发3采用Duane模型进行可靠性增长分析动机中满足条件的台份进行统计,形成统计数据,见为了真实反映该发动机在整个研制阶段的可靠表1。性增长情况和特点,给出适当的最

5、终状态可靠性指由对表中平均值的统计分析可知,发动机在研标评估值,采用Duane模型进行可靠性增长分析;在制过程中可靠性不断增长,但是,平均值却不能反映进行数值分析时,采用了最小二乘法和过最后点拟合法。收稿日期:2005-09-02Duane模型基于累积失效率和累积试验时间,第一作者简介:王桂华(1965—),女,高级工程师,1988年毕业在双对数坐标下是1条直线。以该模型,推导出累于大连理工大学,1999年北京航空航天大学硕士毕业,现从事航空发动机可靠性、维修性和综合保障设计工作。积平均故障间隔时间(MT

6、BFlj)和瞬时平均故障间30航空发动机2006年第32卷第1期隔时间(MTBF),计算公式如下:通过计算,得到相关系数ρ=0.997,可见拟合mt曲线与试车、试飞数据具有较高的相关性;m=0.359,MTBFlj=θc(t)=(1)aa=0.547。于是,推导出MTBFlj和MTBF的表达式中:MTBF为平均故障间隔时间;MTBFlj(θc(t))式,分别为:为累积平均故障间隔时间;t为时间;m,a为常数。t0.359mMTBFlj=θc(t)=(7)t0.547MTBF=θc(t)=(2)a(1-m)

7、式(1)的双对数坐标表示为:0.359tMTBF=θ(t)=(8)lnθc(t)=-lna+mlnt(3)0.351将表1中的数据组合,形成累积MTBFlj相关数3.2过最后点拟合据,见表2。lntj与lnMTBFljj的关系如图1所示。拟合中的相关性分析:n表2MTBFlj相关数据Σ(lntj-lntn)(lnθcj-lnθcn)j=1ρ=(9)参数批次1批次2批次3批次4nn22Σ(lnθj-lntn)Σ(lnθcj-lntcn)累积飞行时间tj(h)210241040204230j=1j=1n累积关

8、联故障数nj1776114118Σ(lntj-lntn)(lnθcj-lnθcn)j=1MTBFljj=tj/nj12.3531.7135.2635.85m=n(10)2lnMTBFljj2.5143.4573.5633.579Σj=1(lntj-lntn)lntj5.3477.7878.2998.350通过计算,得到相关系数ρ=0.998,可以看出拟合曲线与试车、试飞数据同样具有较高的相关性;m=0.350,a=0.519。