双重失效模式下民用航空发动机高压涡轮叶片报废特性与可靠性分析

刘政; 谢立; 张继君; 龙长江; 江宽

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20210007

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双重失效模式下民用航空发动机高压涡轮叶片报废特性与可靠性分析

结构、强度、振动 | 更新时间：2025-04-07

- 双重失效模式下民用航空发动机高压涡轮叶片报废特性与可靠性分析
- Analysis of scrapping characteristics and reliability of civil aero engine high pressure turbine blade in dual failure modes
- 航空动力学报 2022年37卷第2期页码：235-240
- 作者机构：
  
  珠海保税区摩天宇航空发动机维修有限公司系统工程部，广东珠海 519030
- 作者简介：
  
  刘政（1991-），男，工程师，硕士，主要从事民用航空发动机维护、大修与故障诊断方面的研究。
- 基金信息：
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210007
  中图分类号：
- 稿件说明：
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刘政, 谢立, 张继君, 等. 双重失效模式下民用航空发动机高压涡轮叶片报废特性与可靠性分析[J]. 航空动力学报, 2022,37(2):235-240.

Zheng LIU, Li XIE, Jijun ZHANG, et al. Analysis of scrapping characteristics and reliability of civil aero engine high pressure turbine blade in dual failure modes[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(2): 235-240.
刘政, 谢立, 张继君, 等. 双重失效模式下民用航空发动机高压涡轮叶片报废特性与可靠性分析[J]. 航空动力学报, 2022,37(2):235-240. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210007.

Zheng LIU, Li XIE, Jijun ZHANG, et al. Analysis of scrapping characteristics and reliability of civil aero engine high pressure turbine blade in dual failure modes[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(2): 235-240. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210007.

摘要

基于某型民用航空发动机下发后观测涡轮叶片报废状态的双重失效模式，计算了高压涡轮（HPT）叶片由自新使用循环数（CSN）引起的报废率。并结合疲劳损伤累积理论，探究了叶片报废率与失效分布函数之间的关系，得到了涡轮叶片失效分布与寿命期望的计算方法。基于大量涡轮叶片的观测数据，拟合出涡轮叶片按CSN计的失效分布，研究发现：某型民用航空发动机在成熟期内，第1级高压涡轮叶片失效规律服从指数分布，而第2级服从可靠性统计中不常见的指数⁃指数分布。

Abstract

The scrapping rate of high pressure turbine （HPT） blades varying with cycles since new （CSN） was calculated in the dual failure modes，and the scrapping of HPT blades was observed after engine removal from wings.The relationship between scrapping rate and failure distribution of HPT blades was proposed in accordance with the theory of fatigue damage accumulation so that the failure distribution and life expectation of blades was obtained.Based on the proposal above and a large number of HPT blade maintenance data of a type of civil aero engine，the failure distribution function of HPT blades was fitted with CSN increasing.It was found that the failure of the Stage 1 HPT Blades of this type of aero engine was subject to exponential distribution，and the failure of Stage 2 HPT Blades subject to uncommon exponential⁃exponential distribution in the current reliability statistics.

关键词

Keywords

references

茆诗松 , 汤银才 , 王玲玲 . 可靠性统计 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 2008 .

李臻 , 付旭云 , 钟诗胜 . 基于全报废模型的航空发动机叶片报废率预测方法 [J]. 航空精密制造技术 , 2014 , 50 （ 4 ）: 20 ⁃ 23 .

LI Zhen , FU Xuyun , ZHONG Shisheng . Scrap probability forecast method of aero⁃engine blade based on all scrap model [J]. Aviation Precision Manufacturing Technology , 2014 , 50 （ 4 ）: 20 ⁃ 23 . （in Chinese）

GOVINDARAJULU Z . Elements of sampling theory and methods [M]. Singapore City,Singapore : Pearson Education Asia Limited , 1999 .

金勇进 . 抽样：理论与应用 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 2010 .

郭永基 . 可靠性工程原理 [M]. 北京 : 清华大学出版社 , 2002 .

肖明园 . 指数⁃威布尔分布的统计分析 [D]. 上海 : 华东师范大学 , 2011 .

XIAO Mingyuan . Statistical analysis of exponentiated Weibull distribution [D]. Shanghai : East China Normal University , 2011 . （in Chinese）

王艳荣 . 基于可靠性分析的剩余寿命评估方法研究 [D]. 西安 : 西安电子科技大学 , 2015 .

WANG Yanrong . The study of remaining life assessment method based on reliability analysis [D]. Xi'an : Xidian University , 2015 . （in Chinese）

罗静 , 马仕川 , 杨立波 . 基于随机截尾数据的加工中心可靠性评估 [J]. 重庆理工大学学报:自然科学 , 2020 , 34 （ 2 ）: 69 ‑ 74 .

LUO Jing , MA Shichuan , YANG Libo . Reliability evaluation of machining centers based on random censored data [J]. Journal of Chongqing University of Technology:Natural Science , 2020 , 34 （ 2 ）: 69 ⁃ 74 . （in Chinese）

金颖超 . 基于现场数据的客机机载设备可靠性评估方法研究 [D]. 哈尔滨 : 哈尔滨理工大学 , 2018 .

JIN Yingchao . Research on reliability assessment methods for field data of aircraft airborne equipment [D]. Harbin : Harbin University of Science and Technology , 2018 . （in Chinese）

贾祥 . 不等定时截尾数据下的卫星平台可靠性评估方法研究 [D]. 长沙 : 国防科技大学 , 2017 .

JIA Xiang . The estimation of reliability for satellite platform with multiply Type⁃I censored data [D]. Changsha : National University of Defense Technology , 2017 . （in Chinese）

熊申辉 , 胡良谋 , 胡飞 , 等 . 随机截尾数据下的液压泵故障分布的两参数威布尔分布模型 [J]. 组合机床与自动化加工技术 , 2016 （ 4 ）: 109 ⁃ 112 .

XIONG Shenhui , HU Liangmou , HU Fei , et al . Two parameter Weibull distribution model of fault distribution for hydraulic pump based on random censored data [J]. Modular Machine Tool and Automatic Manufacturing Technique , 2016 （ 4 ）: 109 ⁃ 112 . （in Chinese）

王智明 , 杨建国 , 王国强 , 等 . 多台数控机床的时间截尾可靠性评估 [J]. 哈尔滨工业大学学报 , 2011 , 43 （ 3 ）: 85 ⁃ 89 .

WANG Zhiming , YANG Jianguo , WANG Guoqiang , et al . Reliability evaluation of multiple NC machine tools with time truncation [J]. Journal of Harbin Institute of Technology , 2011 , 43 （ 3 ）: 85 ⁃ 89 . （in Chinese）

李海波 , 张正平 , 胡彦平 , 等 . 基于随机截尾数据下Weibull分布的参数极大似然估计与应用 [J]. 强度与环境 , 2009 , 36 （ 4 ）: 60 ⁃ 64 .

LI Haibo , ZHANG Zhengping , HU Yanping , et al . Maximum likelihood estimation of Weibull distribution based on random censored data and its application [J]. Structure & Environment Engineering , 2009 , 36 （ 4 ）: 60 ⁃ 64 . （in Chinese）

GIESECKE D , FRIEDRICHS J , KENULL T , et al . A method for forecasting the condition of HPT NGV's using Bayesian Belief Networks and a statistical approach [C]∥ Proceedings of ASME Turbo Expo:Turbine Technical Conference and Exposition . Duesseldorf,Germany : ASME , 2014 : 1 ‑ 12 .

GIESECKE D , WEHKING M , FRIEDRICHS J , et al . A method for forecasting the condition of several HPT parts by using Bayesian Belief Networks [C]∥ Proceedings of ASME Turbo Expo:Turbine Technical Conference and Exposition . Montréal,Canada : ASME , 2015 : 1 ⁃ 14 .

庄楚强 , 何春雄 . 应用数理统计基础 [M]. 广州 : 华南理工大学出版社 , 2006 .

张宁 . 截尾数据下ZZ分布参数估计及性质 [D]. 哈尔滨 : 哈尔滨理工大学 , 2019 .

ZHANG Ning . Estimation and characteristic of ZZ distribution based on censored data [D]. Harbin : Harbin University of Science and Technology , 2019 . （in Chinese）

雷露 , 张国志 , 王萍 . 无失效数据下ZZ分布的可靠性分析 [J]. 哈尔滨理工大学学报 , 2020 , 25 （ 5 ）: 164 ⁃ 170 .

LEI Lu , ZHANG Guozhi , WANG Ping . Reliability analysis of ZZ distribution under zero failure data [J]. Journal of Harbin University of Science and Technology , 2020 , 25 （ 5 ）: 164 ⁃ 170 . （in Chinese）

潘峰 , 李位星 , 高琪 . 粒子群优化算法与多目标优化 [M]. 北京 : 北京理工大学出版社 , 2013 .

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