基于适航的初始维修检查时限确定方法研究.pdf

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1、工程ENGINEERING基于适航的初始维修检查时限确定方法研究DeterminationMethodofInitialMaintenanceandInspectionTimeBasedonAirworthiness■钟之鸣陈志英/北京航空航天大学能源与动力工程学院摘　要：从航空发动机适航规章CCAR33.90初始维修检查出发，给出了安全型部件和经济型部件的初始维修检查时限确定方法。关键词；飞机；备件供应费用；系统动力学；仿真Keywords：aircraft；sparepartssupplyingcost；syste

2、mdynamics；simulation0引言出了许多优化方式与计算模型，在对模一个周期内某载荷下的损伤为Z=n/N，在发动机适航研究中，初始维修检型引入故障率分布函数时，采用满足假则一个周期内总损伤为：查时限是发动机或发动机组件在故障维设的最优分布[8-10]，保证可用度最高或mD=∑Z(1)i[1-2][11-13]i=1护前的最大飞行小时或飞行循环数。单位时间维修费用最低。民机的使由于部件失效后的影响程度不同，发动用时间和维修费用同时影响着经济性，　　结合对数正态分布与正态分布的关机部件可分为主要考虑安全性因素的

3、部而选取的最优分布可能造成由样本拟合系可得：件（简称安全型部件）和主要考虑经济出的函数在求出的最优检查时限所在的µn2(2)µ=1(+V)ZNµ性因素的部件（简称经济型部件）。区间上误差最大。本文同时选取满足检N安全型部件均为发动机关键部件或验假设的所有分布函数，在综合考虑可µn2222σ=[1(+V)][(1+V)(1+V)−]1限寿件，该类部件的故障会导致发动机、用度和单位时间维修费用的情况下减小ZNNnµN飞机破坏或使单发推力下降到不能维持误差，力求在满足适航的条件下尽可能(3)正常飞行。以往对于该类部件的初始维

4、提高经济性。其中μ和σ分别为变量n、N的均值修时间确定在安全寿命点处，该方法不和标准差，V为变异系数。设一个载荷仅严重影响经济性，而且由于参数分散1安全型部件的初始维修检查周期为T1，则总寿命为T=T1/D。为了便度的影响，其值存在较大偏差。目前，部1.1裂纹萌生寿命于计算，令T1=1，则T2=1/T=D，通过式[3-7]件寿命大多通过损伤容限获得，损伤常规的部件故障中，由裂纹引起的(2)、(3)算出T2的均值和标准差，再由T2容限分析中各参数分散度和随机性都很失效占80%以上，故选取裂纹作为研究与T的关系估算该部件寿

5、命的均值和标大且没有具体参选原则。本文通过引入分对象。工程上一般采用0.7mm作为裂纹准差。由于初始数据量较少，所以需要布函数，并对分布函数中的参数进行区间萌生寿命和裂纹扩展寿命的分界点，因对得出的母体寿命均值和方差进行区间估计，以可靠性、置信度及POD曲线消除为0.7mm是工程可检裂纹，而且主裂纹估计。令对数寿命的均值和方差为μ'和[14]2分散度的影响，给出初始维修检查时限的已经形成并进入到稳定扩展阶段。设σ'，置信度为γ(γ=1－α)，应用t分布理确定方法。在一个载荷周期内共有m级载荷，每一论，则均值双侧置信区间

6、上下限为：经济型部件是指其失效和失效引级载荷在该周期内的循环次数分别ni,对σ起的多重故障不会影响发动机安全的部应该级载荷的循环寿命为Ni。大量资料к䲀:µÿH=µ+t(4)γn件。左洪福等学者对飞机经济型部件提显示，ni和Ni均服从对数正态分布，设ÿσл䲀:µL=µKtγn航空维修与工程2014/174AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGwww.aviationnow.com.cnσк䲀:µÿH=µ+tγnк䲀µÿ=ÿµ+tσσa−b限N1。根据断裂力学，取Ι型裂纹为例，当л䲀::HµL=µ

7、γKtγn(5)S=1K

8、

9、(10)naKΙ=KΙc时为临界状态，由KΙC=mσπac可σ2置信度同样为ÿγ，应用χ分布理论，式中的a为检测尺寸，b为实际裂得临界裂纹长度ac，其中σ为最大载荷。由л䲀:µL=µKtγn则方差双侧置信区间上下限为：纹尺寸。则修正后无损检测的检出率PParis公式可知，裂纹的扩展寿命上限为：为：P=P(B1

10、A)×S，用该概率重新做出acdaÿ2=n−22n−(6)N=(14)ฉ၌:σH()1σ/χ1−α2/()12∫anPOD曲线。0C(m∆σπa)ÿ2221.3裂纹扩展寿命结合以上分析

11、，在适航检查中，ူ၌:σL=(n−)1σ/χ(n−)1α2/(7)根据现有研究成果，瞬时裂纹长度对于安全型部件，若不允许产生裂纹，[15]式(4)～(7)中，µ为样本均值，σ为样ai服从对数正态分布。根据Paris公式，在考虑人为因素的情况下，初始维修检n本方差，n为样本数量，可查t分布数值表将ΔK代入得da/dN=C(m∆σπa