民用航空发动机适航信息管理系统设计与开发
这是一篇关于航空发动机,适航,信息管理系统,型号合格证,Teamcenter的论文, 主要内容为民用航空发动机作为高度复杂和精密的机械,是飞机的“心脏”,是推动民航飞机积极蓬勃发展的源动力。民用航空发动机作为高附加值产品在国民经济发展中占据十分重要的地位和作用,而取得适航认证是民用航空发动机进入民用飞机市场的准入条件。在我国,适航技术起步较晚,适航相关的人才资源非常稀缺,适航管理能力有待提高。利用计算机软件技术研制开发民用航空发动机适航信息管理系统可以有效提高取证工作效率,将对适航管理工作起到重要的帮助和指导作用。本文深入研究民用航空发动机适航取证过程及取证申请人实际情况,设计并开发了民用航空发动机适航信息管理系统,主要研究内容如下:1.深入研究分析了民用航空发动机型号合格取证各个阶段的审定任务、审定流程,并且对每个阶段涉及的信息进行了归纳分析;2.结合型号合格取证工作及申请人实际情况,建立了适航信息管理系统的组织管理模型、人员管理模型、工作流程模型,完成了信息管理系统各个方面的需求分析;3.对适航信息管理系统的体系结构、系统框架、数据库、业务模块及开发策略等开展设计和研究,完成了民用航空发动机适航信息管理系统的初步设计方案;4.基于软件平台的二次开发,实现了适航信息管理系统的客户化模块定制,完成了适航信息管理系统的开发工作。目前,该系统已经在国内某民用航空发动机设计所安装应用,并在其取证过程管理起到了重要的作用。
基于航空发动机历史数据的寿命预测
这是一篇关于航空发动机,故障诊断,剩余寿命预测,机器学习的论文, 主要内容为航空发动机作为飞行器最重要的组成部分,其工作状态的稳定性直接决定了机组乘员的安全,因此对于航空发动机进行寿命预测和运行状态评估具有重要意义。针对航空发动机状态评估和寿命预测中最重要的两大问题分别是:对航空发动机中部件、零件进行故障诊断与其工作状态进行监测,并考虑到航空发动机的复杂性,其数据特征模糊、模型计算效率低下等难题,根据发动机气路性能特征与工作状态信息,结合先进的机器学习神经网络算法,提出基于XGBoost和Arnet的航空发动机状态评估与寿命预测方法,并以此构建诊断平台的原型系统框架,以达到研究目的,论文的主要研究内容包括:首先,基于航空发动机部件物理衰退机理,分析了航空发动机性能衰退的底层机理,建立航空发动机部件级性能评估指标;为进一步提升构建航空发动机健康状态评估指标打下基础。其次,结合实际测得部分航空发动机运行数据,利用N-CMAPSS仿真系统进行航空发动机飞行数据仿真,并基于运行仿真数据提出基于XGBoost的健康转台评估模型,进一步的构建出航空发动机健康因子HI。随后,使用Arnet方法结合健康因子HI做出航空发动机寿命预测模型。最后,根据上述提出的故障诊断、气路性能评估与寿命预测模型,基于python和C#程序语言开发基于航空发动机历史数据的寿命预测系统,基于SQL server数据库管理系统对平台系统框架、模块功能、数据存储等进行设计,以满足工业需求。图[43]表[4]参[60]
面向航空发动机设计的知识图谱关键构建技术研究
这是一篇关于智能制造,航空发动机,知识图谱,知识抽取,故障树的论文, 主要内容为智能制造是提升制造企业核心竞争力的关键,是推动制造业转型升级、加快制造业高质量发展的驱动力。推进实施航空发动机智能制造,是加速航空发动机研制进程,缩小与国际先进水平差距的重要途径。现代航空发动机的设计是基于知识的数字化设计,然而航空发动机研制过程中所涉及的知识,多以非结构化数据形式记载,导致知识之间客观存在的有价值的信息无法得以深入的挖掘和利用。知识图谱技术具备强大的语义处理和互联组织能力,构建航空发动机领域知识图谱,将为实现航空发动机领域大规模知识挖掘提供了可能,是航空发动机实现智能制造的技术基础,更是航空发动机实现智能化设计的关键。基于此,本文面向航空发动机设计领域,探索研究了航空发动机知识图谱关键构建技术,为航空发动机知识挖掘与应用奠定基础。主要内容如下:针对航空发动机领域知识图谱语料缺乏的问题,通过对当前航空发动机研制过程中积累的文本数据的整理与收集,建立了航空发动机实体数据集和关系数据集,并进行了数据集质量评估。实体数据集实验结果显示,其他研究者所提出的Lattice LSTM、LR-CNN模型在自建实体数据集上F值分别达到了91.98%、92.85%,这与二者在MSRA数据集上的得分基本相当。关系数据集实验结果显示,CNN、BLSTM、BERT-BGRU-Attention模型在自建关系数据集上的评分与两个高质量标注的中文关系数据集基本一致。实验表明,两个数据集质量均能满足航空发动机知识图谱构建的需要。针对航空发动机知识图谱构建实体抽取工作,提出了在基于字符的实体抽取结构中引入词汇信息来提升识别性能指标的解决思路,研究了改进输入的Lattice-Transformer模型。在微博、MSRA两个公共数据集以及自建实体数据集上,Lattice-Transformer模型F值分别取得了65.98%、95.09%、95.21%,均高于其他研究者的模型得分,在P值、R值上也均取得了较好的得分。针对航空发动机知识图谱构建关系抽取任务,提出了基于预训练语言模型和注意力机制改进的双向门控循环网络模型——BERT-BGRU-Attention模型。实验结果表明,在两个国外公共数据集上,该模型F值略高于Self-ATT-CNN、Att-BLSTM、TRE、ITEM等其他研究者提出的模型,分别达到了88.02%和68.33%,在中文关系数据集上模型F值分别达到了88.02%和87.96%,在自建关系数据集上,该模型P值、R值、F值也分别取得了88.24%、89.47%、88.85%。最后,采用Neo4j数据库对所抽取的结果进行存储,在此基础上建立了航空发动机知识图谱系统平台,并初步探索了知识图谱的应用问题。最后以某型发动机“发动机支点轴承工作异常”故障树自动构建为例,探究了知识图谱在辅助航空发动机设计开发方面的应用。
民航发动机健康管理数据库设计与故障诊断
这是一篇关于航空发动机,健康管理,故障诊断,故障案例库,B/S架构,数据库的论文, 主要内容为航空维修作为一门综合性的工程技术学科,从二次世界大战开始流行的定时维修方式已经逐渐落寞,逐渐开始流行的则是以状态监控为基础,预防为主的健康管理技术。但我国民航机务维修发展却不尽人意,维修工作主要还是依靠传统的“师徒”工作模式,自动化,电子化程度较低;目前在国内所使用的民航飞机健康管理系统几乎都是来自于国外,无法第一时间掌握飞机及发动机运行数据,机务维修的主动性也就无法掌握在手中。通过对目前国内民航机务状态的了解和分析,同时结合某航空公司所提出的实际需求,将该航空公司所提供的飞机发动机运行过程中的相关数据作为核心数据,总体分析全球使用的最为先进的民航发动机健康管理系统特点,提出将其分为4个模块,包括实时监控模块,数据库模块,方法库模块以及系统输出模块;然后针对课题要求及某航空公司实际需求,设计实现数据库模块的功能以及方法库模块的功能。同时运用B/S架构构建出民航发动机健康管理数据库系统,并通过MyEclipse和Mysql作为开发工具开发了基于Struts2框架的民航发动机健康管理数据库软件。同时研究并分析某航空公司的发动机运行数据,设计出海量运行数据在数据库中存储与表达方式,从而实现发动机健康数据的数据库管理并依靠此数据库系统完成民航发动机的故障诊断。最终完成此数据库系统存储、调用及修改民航发动机健康管理数据的目标,结果显示此数据库系统能快速高效的管理民航发动机健康数据,同时也能准确的诊断出民航发动机故障,从而提高民航发动机运行数据的管理水平。
基于模型定义的航空发动机虚拟装配技术研究
这是一篇关于航空发动机,MBD定义,DELMIA,虚拟装配技术,三维可视化AO的论文, 主要内容为近年来,飞机数字化装配技术发展迅速,主要有并行产品数字化定义与数据管理、装配工艺规划与仿真、可视化文件的编写等技术,若将其应用到航空发动机的传统装配中,可以提前发现并改进装配工艺存在的问题、有效缩短制造周期与提高工人的装配效率。为此本文开展了基于模型定义的航空发动机装配仿真技术的研究,其包括MBD技术、虚拟装配仿真技术与三维工艺可视化技术,为现代航空发动机数字化装配方向提供一些新的理论参考和思路。本文以航空发动机装配为研究对象,利用CATIA软件建立与分析了航空发动机产品的MBD数据集相关定义,介绍了MBD模式下产品的数据管理系统,并制定了基于MBD的航空发动机装配工艺仿真研究方案与流程。结合航空发动机结构特点,进行装配单元的划分。总结与梳理目前的装配顺序和路径规划,提出了一种可行且快速的无干涉规划方法,完成装配顺序、路径的规划。考虑到在实际装配中人的因素,进行了人机任务的规划。构建与布局航空发动机虚拟装配仿真环境,基于DELMIA/DPM数字化装配平台,结合虚拟装配总成与人机工程技术对航空发动机装配工艺仿真问题进行了系统性研究。通过分析静动态干涉检查与甘特图时间报告,验证了装配顺序与路径规划的合理性。并在Ergonomics模块中实现了人机任务过程仿真,全面角度分析了在工位中工人的工作时间、视觉匹配度、肢体工作空间与疲劳易感度的工作情况,改进了工人不合理的工艺姿势,最后输出仿真视频与报告。基于3DVIAComposer平台,对航空发动机MBD模型及装配仿真过程进行了三维轻量与可视化处理,将MBD模型、装配视频及工艺信息报告等数据集成到Office中,实现了三维可视化AO文件的生成,在SQL Sever 2012数据库平台中开发了航空发动机数据库系统,建立了数据库,存储装配工艺数据。研究表明,本文较完整的总结出了航空发动机虚拟装配技术的一套方法和流程,能提前验证与优化装配工艺设计的不合理之处,三维可视化输出文件可以直观高效地进行数据交流,用于指导和培训工作人员,对航空发动机全面数字化装配的进一步发展具有参考意义。
基于单扫频干涉的航空发动机轴向间隙动态测量方法研究
这是一篇关于航空发动机,轴向间隙测量,扫频干涉,多普勒效应的论文, 主要内容为航空发动机轴向间隙是影响飞行器运行效率与安全的重要参数,其测量对发动机设计、制造起到积极反馈作用,是航空发动机进步迭代的关键,具有重大意义。由于轴向间隙测试位置特殊、测试环境恶劣且测试范围大,因此测量难度极高。当前条件下尚无满足测试需求的测试仪器,是亟待解决的重要技术难题。重庆大学光电工程学院针对航空发动机轴向间隙测量难点与需求,通过对扫频干涉测量技术研究,提出了基于扫频干涉与零差单频干涉测量方法,搭建了动态融合轴向间隙测量系统,并验证了测量原理正确性。但要使航空发动机轴向间隙测量系统实用化,需要针对系统测量原理、复杂度、解算速度等问题进行深度优化,使系统可靠性、在线测量能力、系统成本满足实用化仪器系统标准。为此,本文围绕发动机轴向间隙测试原理,深入研究测量系统实用化关键要点,提出了新的单扫频干涉的航空发动机轴向间隙动态测量方法并主要完成了以下工作:(1)重新分析航空发动机轴向间隙变化特点,深入挖掘测量目标所包含隐藏信息,讨论了测量原理突破方向,提出了针对轴向间隙测量的单扫频干涉测量理论模型。(2)根据单扫频干涉测量理论模型和系统实用化要求,开发了对应解调算法,并根据解调算法不足开发了相对独立的补充优化算法方案(解调算法无需补充优化算法也能完成功能),以进一步降低解算时间和空间成本;根据新开发理论与算法大幅简化了系统结构,实现了将能够实现测量系统优化到最简。(3)根据提出的优化系统要求,完成了硬件选型设计,并将测量系统集成装箱形成测试样机;基于Lab VIEW平台开发了流模式(TCP)数据采集与数据保存的基本上位机数据采集软件;组合上位机(电脑与软件)和下位机(集成测试样机),形成轴向间隙测量系统。(4)对系统开展了仿真验证,验证了解调方法和补充优化算法的有效性;开展了轴向间隙模拟平台动态测量实验,验证了测试系统功能与理论的一致性。结果表明,系统动态测量误差优于2.057μm,系统能够实现采样率级别动态测量,解算时间成本同比下降99.89%,能满足轴向间隙测试需求。
航空发动机公司试验数据管理系统的设计与实现
这是一篇关于航空发动机,试验数据,J2EE,SSI框架的论文, 主要内容为在航空发动机研制过程中,试验起着举足轻重的作用。发达国家的发动机行业十分重视对试验装备和技术手段的建设发展。试验数据格式五花八门,随着试验复杂程度的提高和试验流程繁琐程度的加剧,试验数据容量在不断增长,试验数据和试验相关数据的有效关联,给产品试验环节的管理提出了更高的要求。通过系统集成、规范数据结构和接口组成包括发动机试验信息管理在内的各种数据管理系统。航空发动机公司试验数据管理系统在J2EE平台上进行开发,使用了 B/S结构、SSI框架、Oracle数据库进行开发。航空发动机公司试验数据管理系统一共包括四个功能模块,分别是试验管理、试验报告管理、统计分析管理、系统管理。其中试验管理功能主要主要负责管理航空发动机公司中的试验任务,对试验数据进行录入。试验报告管理功能模块主要负责管理航空发动机公司中的试验报告,对报告进行填写、合成、审核等操作。统计分析功能主要对任务和报告进行统计。系统管理功能负责对系统中的试验资源和试验字典进行管理。本文首先对航空发动机公司试验数据管理系统的研究背景、现状、研究内容和意义、相关技术等进行分析,然后对航空发动机公司试验数据管理系统的需求、设计以及实现进行详细的说明,并在之后对系统进行测试,保证航空发动机公司试验数据管理系统可以满足需求,并正常运行。航空发动机公司试验数据管理系统对航空发动机公司提高试验数据管理效率和能力有很大帮助,可以对试验数据进行科学的管理,同时能够为其他研究所或单位开发数据管理系统提供一定的借鉴。
面向航空发动机设计的知识图谱关键构建技术研究
这是一篇关于智能制造,航空发动机,知识图谱,知识抽取,故障树的论文, 主要内容为智能制造是提升制造企业核心竞争力的关键,是推动制造业转型升级、加快制造业高质量发展的驱动力。推进实施航空发动机智能制造,是加速航空发动机研制进程,缩小与国际先进水平差距的重要途径。现代航空发动机的设计是基于知识的数字化设计,然而航空发动机研制过程中所涉及的知识,多以非结构化数据形式记载,导致知识之间客观存在的有价值的信息无法得以深入的挖掘和利用。知识图谱技术具备强大的语义处理和互联组织能力,构建航空发动机领域知识图谱,将为实现航空发动机领域大规模知识挖掘提供了可能,是航空发动机实现智能制造的技术基础,更是航空发动机实现智能化设计的关键。基于此,本文面向航空发动机设计领域,探索研究了航空发动机知识图谱关键构建技术,为航空发动机知识挖掘与应用奠定基础。主要内容如下:针对航空发动机领域知识图谱语料缺乏的问题,通过对当前航空发动机研制过程中积累的文本数据的整理与收集,建立了航空发动机实体数据集和关系数据集,并进行了数据集质量评估。实体数据集实验结果显示,其他研究者所提出的Lattice LSTM、LR-CNN模型在自建实体数据集上F值分别达到了91.98%、92.85%,这与二者在MSRA数据集上的得分基本相当。关系数据集实验结果显示,CNN、BLSTM、BERT-BGRU-Attention模型在自建关系数据集上的评分与两个高质量标注的中文关系数据集基本一致。实验表明,两个数据集质量均能满足航空发动机知识图谱构建的需要。针对航空发动机知识图谱构建实体抽取工作,提出了在基于字符的实体抽取结构中引入词汇信息来提升识别性能指标的解决思路,研究了改进输入的Lattice-Transformer模型。在微博、MSRA两个公共数据集以及自建实体数据集上,Lattice-Transformer模型F值分别取得了65.98%、95.09%、95.21%,均高于其他研究者的模型得分,在P值、R值上也均取得了较好的得分。针对航空发动机知识图谱构建关系抽取任务,提出了基于预训练语言模型和注意力机制改进的双向门控循环网络模型——BERT-BGRU-Attention模型。实验结果表明,在两个国外公共数据集上,该模型F值略高于Self-ATT-CNN、Att-BLSTM、TRE、ITEM等其他研究者提出的模型,分别达到了88.02%和68.33%,在中文关系数据集上模型F值分别达到了88.02%和87.96%,在自建关系数据集上,该模型P值、R值、F值也分别取得了88.24%、89.47%、88.85%。最后,采用Neo4j数据库对所抽取的结果进行存储,在此基础上建立了航空发动机知识图谱系统平台,并初步探索了知识图谱的应用问题。最后以某型发动机“发动机支点轴承工作异常”故障树自动构建为例,探究了知识图谱在辅助航空发动机设计开发方面的应用。
基于单扫频干涉的航空发动机轴向间隙动态测量方法研究
这是一篇关于航空发动机,轴向间隙测量,扫频干涉,多普勒效应的论文, 主要内容为航空发动机轴向间隙是影响飞行器运行效率与安全的重要参数,其测量对发动机设计、制造起到积极反馈作用,是航空发动机进步迭代的关键,具有重大意义。由于轴向间隙测试位置特殊、测试环境恶劣且测试范围大,因此测量难度极高。当前条件下尚无满足测试需求的测试仪器,是亟待解决的重要技术难题。重庆大学光电工程学院针对航空发动机轴向间隙测量难点与需求,通过对扫频干涉测量技术研究,提出了基于扫频干涉与零差单频干涉测量方法,搭建了动态融合轴向间隙测量系统,并验证了测量原理正确性。但要使航空发动机轴向间隙测量系统实用化,需要针对系统测量原理、复杂度、解算速度等问题进行深度优化,使系统可靠性、在线测量能力、系统成本满足实用化仪器系统标准。为此,本文围绕发动机轴向间隙测试原理,深入研究测量系统实用化关键要点,提出了新的单扫频干涉的航空发动机轴向间隙动态测量方法并主要完成了以下工作:(1)重新分析航空发动机轴向间隙变化特点,深入挖掘测量目标所包含隐藏信息,讨论了测量原理突破方向,提出了针对轴向间隙测量的单扫频干涉测量理论模型。(2)根据单扫频干涉测量理论模型和系统实用化要求,开发了对应解调算法,并根据解调算法不足开发了相对独立的补充优化算法方案(解调算法无需补充优化算法也能完成功能),以进一步降低解算时间和空间成本;根据新开发理论与算法大幅简化了系统结构,实现了将能够实现测量系统优化到最简。(3)根据提出的优化系统要求,完成了硬件选型设计,并将测量系统集成装箱形成测试样机;基于Lab VIEW平台开发了流模式(TCP)数据采集与数据保存的基本上位机数据采集软件;组合上位机(电脑与软件)和下位机(集成测试样机),形成轴向间隙测量系统。(4)对系统开展了仿真验证,验证了解调方法和补充优化算法的有效性;开展了轴向间隙模拟平台动态测量实验,验证了测试系统功能与理论的一致性。结果表明,系统动态测量误差优于2.057μm,系统能够实现采样率级别动态测量,解算时间成本同比下降99.89%,能满足轴向间隙测试需求。
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