基于復雜網(wǎng)絡(luò)的航空發(fā)動機故障傳播特性研究.pdf

1、航空發(fā)動機是航空航天設(shè)備的重要部件，絕大部分情況下都在安全閾值內(nèi)以輕微故障運行，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，任意一個零部件的輕微故障都可能在機組間傳播、擴散、積累和放大，從而導致更嚴重的故障，如能掌握元部件間故障傳播特性，便可防患于未然。航空發(fā)動機內(nèi)部錯綜復雜的元部件交織形成了一個復雜網(wǎng)絡(luò)，可利用復雜網(wǎng)絡(luò)理論與方法分析航空發(fā)動機元部件間的故障傳播特性，找到最高風險故障傳播路徑、進行故障源定位，以及對元部件的故障類型進行診斷，為航空發(fā)動機的優(yōu)化維

2、護、運行提供參考和依據(jù)，確保航空發(fā)動機安全可靠運行，具有重要意義。
　　論文的主要研究工作包括以下幾個方面：
　　(1)航空發(fā)動機基本結(jié)構(gòu)及典型故障分析。對某型航空發(fā)動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其相互耦合關(guān)系進行分析，詳細介紹了其元部件與各零部件的典型故障機理；為后續(xù)航空發(fā)動機的故障傳播特性的研究提供基礎(chǔ)。
　　(2)基于小世界網(wǎng)絡(luò)模型的航空發(fā)動機故障最高風險路徑分析。根據(jù)航空發(fā)動機的物理機構(gòu)，設(shè)定合理的假設(shè)條件，抽象構(gòu)建其故障拓

3、撲模型，并通過分析模型的網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)驗證其小世界特性。結(jié)合模型的小世界網(wǎng)絡(luò)特性與k步故障傳播擴散的原則，確定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的邊權(quán)值，以傳播路徑的故障傳播強度之和為目標函數(shù)，構(gòu)建求解最高風險路徑的數(shù)學模型，并求解航空發(fā)動機故障最高風險路徑，為航空發(fā)動機的故障預防提供參考和依據(jù)。
　　3）基于Petri網(wǎng)的航空發(fā)動機故障源定位?；诤娇瞻l(fā)動機的結(jié)構(gòu)層次性，結(jié)合故障最高風險路徑分析過程中體現(xiàn)的重點防范部件，構(gòu)建故障重點防范部件轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故

4、障診斷樹，由故障診斷樹作為中間狀態(tài)實現(xiàn)故障petri網(wǎng)模型的搭建，通過故障petri網(wǎng)的正、反推理求取最大概率故障源，為航空發(fā)動機故障快速定位提供參考和依據(jù)。
　　4）基于聚類優(yōu)化融合的航空發(fā)動機元部件故障類型診斷。提出一種針對于航空發(fā)動機支撐軸承故障類型診斷的聚類分析融合方法。首先采取多種聚類分析方法分別對故障數(shù)據(jù)進行診斷，得到初始聚類融合權(quán)值矩陣，再采用遺傳算法優(yōu)化得到最終融合權(quán)值矩陣，決策診斷得到最終診斷結(jié)果，相對單一聚類診