【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空發動機機械加工，尤其涉及一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法。
技術介紹
1、航空發動機是戰機心臟，屬于國際工程科學前沿，因其技術跨度廣、研發周期長、資金需求大，被稱為現代工業“皇冠上的明珠”。航空發動機作為一個由多種零部件組成的復雜系統，需要在高溫、高壓和高轉速等惡劣環境中長時間工作。這種嚴苛的工作條件要求發動機具有高可靠性和長壽命，同時也使得失效分析變得復雜和重要。目前，由于當鈦合金、高溫合金、金屬間化合物等難加工材料加工失效后，缺少有效手段來構建加工數據與失效數據的關系，同時對于如何利用已有失效數據去支撐新的失效也缺少相關手段，這就使得每次對航空發動機進行失效分析時都需要技術人員根據經驗進行分析，且航空發動機在運行過程中往往會產生大量數據，從而導致航空發動機葉片、整體葉盤、機匣等零件失效分析效率低且一致性差，為產品失效的快速解決帶來了巨大挑戰。隨著航空發動機產品數量的提升，對如何快速地進行失效分析提出了更高需求。
技術實現思路
1、針對上述現有技術的不足，本專利技術提出了一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，旨在通過搭建航空發動機失效分析知識庫，以支撐航空發動機失效分析。
2、本專利技術提出的一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，該方法包括如下步驟：
3、步驟1：通過分析航空發動機中不同零件的加工工藝類型和工藝過程，構建航空發動機失效分析知識庫框架；
4、步驟2：采集航空發動機中不同零件的歷史加工數
5、步驟3：將航空發動機的歷史加工數據存儲至航空發動機失效分析知識庫框架，得到航空發動機失效分析知識庫；
6、步驟4：獲取航空發動機中任意零件的失效參數，并輸入航空發動機失效分析知識庫中進行失效分析，得到失效分析報告；
7、步驟1中所述航空發動機失效分析知識庫框架，包括：失效分析使能工具、機械加工數據庫、焊接加工數據庫、特種加工數據庫和失效數據庫；
8、所述失效分析使能工具，用于調用機械加工數據庫、焊接加工數據庫、特種加工數據庫和失效數據庫中的數據，并采用圖神經網絡算法和遺傳算法來對輸入的失效現象、加工參數和失效金相圖片進行失效分析，并生成失效分析報告；
9、所述機械加工數據庫，用于存儲航空發動機中不同零件的機械加工數據；
10、所述焊接加工數據庫，用于存儲航空發動機中不同零件的焊接加工數據；
11、所述特種加工數據庫，用于存儲航空發動機中不同零件的特種加工數據；
12、所述失效數據庫，用于存儲航空發動機中不同零件的歷史失效數據；
13、其中所述機械加工數據庫、焊接加工數據庫和特種加工數據庫中均包括：材料加工基礎數據庫、工藝基礎數據庫和工藝過程數據庫；
14、步驟2中所述歷史加工數據，包括：機械加工數據、焊接加工數據、特種加工數據和失效數據；
15、其中所述機械加工數據、焊接加工數據、和特種加工數據中均包括：材料加工基礎數據、工藝基礎數據和工藝過程數據；
16、所述失效數據，包括：失效產品、失效現象、加工參數、金相圖片、失效機理、失效原因、建議措施、分析結論以及失效分析報告模板；
17、所述航空發動機中不同零件的歷史加工數據的采集方法為：對于選用任意一種加工方式的任意零件，為該零件選擇不同的材料和加工工具并設置工藝參數，通過進行模擬加工試驗，得到該零件的表面完整性及疲勞壽命，并記錄該零件的材料加工基礎數據；為該零件選擇不同的加工工具并設置零件的特征和工藝參數，通過進行模擬加工試驗，得到該零件的尺寸檢測數據、表面完整性數據及疲勞壽命數據，并記錄該零件的工藝基礎數據和工藝過程數據；對于生產現場中不同零件的失效結果，通過分析得到與該失效結果對應的失效產品、失效現象、加工參數、金相圖片、失效機理、失效原因、建議措施、分析結論以及失效分析報告模板；
18、步驟3中所述機械加工數據，包括：材料類型、材料型號、熱處理狀態、試件長度、試件寬度、試件厚度、冷卻方式、切/磨削速度、進給量、切削深度、加工噪聲、加工力、加工溫度、表面粗糙度、殘余應力、表面硬度、塑性變形層、刀磨具磨損、試件疲勞、特征名稱、特征尺寸、工藝方法、加工設備型號、刀具牌號、主軸功率、振動、加工溫度、表面粗糙度、零件名稱、工裝號、量具號、裝夾方式、加工順序以及尺寸精度；
19、所述焊接加工數據，包括：材料類型、材料型號、熱處理狀態、試件長度、試件寬度、試件厚度、焊絲種類、冷卻方式、焊接電流、進給速度、焊縫寬度、加工噪聲、加工溫度、表面粗糙度、殘余應力、表面硬度、塑性變形層、試件疲勞、電極種類、電流脈沖間隔、電極損耗、特征名稱、特征尺寸、工藝方法、加工設備型號以及焊絲牌號；
20、所述特種加工數據，包括：特征名稱、特征尺寸、工藝方法、材料型號、熱處理狀態、加工設備型號、電極材料牌號、冷卻方式、加工電流、電流脈沖間隔、進給速度、加工噪聲、加工溫度、表面粗糙度、殘余應力、表面硬度、電極損耗、塑性變形層、試件疲勞、零件名稱、刀具牌號、工裝號、量具號、裝夾方式、加工順序、焊接電流、焊縫寬度、尺寸精度、刀磨具磨損以及尺寸精度；
21、步驟3中所述將航空發動機的歷史加工數據存儲至航空發動機失效分析知識庫框架的方法為：將機械加工數據的材料加工基礎數據、工藝基礎數據和工藝過程數據分別存儲至機械加工數據庫中的材料加工基礎數據庫、工藝基礎數據庫和工藝過程數據庫；將焊接加工數據的材料加工基礎數據、工藝基礎數據和工藝過程數據分別存儲至焊接加工數據庫中的材料加工基礎數據庫、工藝基礎數據庫和工藝過程數據庫；將特種加工數據的材料加工基礎數據、工藝基礎數據和工藝過程數據分別存儲至特種加工數據庫中的材料加工基礎數據庫、工藝基礎數據庫和工藝過程數據庫；將失效數據存儲至失效數據庫；
22、所述步驟4的具體方法為：
23、步驟4.1：獲取航空發動機中任意零件的失效參數，包括：零件名稱、零件破壞特征名稱、加工工序名稱、加工工藝參數、失效現象和金相圖片；
24、步驟4.2：采用圖神經網絡算法對該零件的失效現象和金相圖片進行特征提取，并將提取到的特征與失效數據庫中存儲的失效數據進行匹配，得到該零件的失效機理、失效原因、建議措施和分析結論；
25、步驟4.3：調用機械加工數據庫、焊接加工數據庫和特種加工數據庫中存儲的數據，并基于該零件的零件名稱、零件破壞特征名稱、加工工序名稱、加工工藝參數以及調用的數據，采用遺傳算法預測該零件的表面完整性數據及疲勞壽命數據；
26、步驟4.4：將該零件的失效機理、失效原因、建議措施、分析結論、表面完整性數據及疲勞壽命數據填入失效分析報告模板，得到失效分析報告；
27、步驟4.3中所述預測該零件的表面完整性數據及疲勞壽命數據的方法為：根據從機械加工數據庫、焊接加工數據庫和特種加工數據庫中調用的材料加工基礎數據、工藝基礎數據和工藝過程數據本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟1中所述航空發動機失效分析知識庫框架，包括：失效分析使能工具、機械加工數據庫、焊接加工數據庫、特種加工數據庫和失效數據庫；
3.根據權利要求2所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟2中所述歷史加工數據，包括：機械加工數據、焊接加工數據、特種加工數據和失效數據；
4.根據權利要求3所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟3中所述機械加工數據，包括：材料類型、材料型號、熱處理狀態、試件長度、試件寬度、試件厚度、冷卻方式、切/磨削速度、進給量、切削深度、加工噪聲、加工力、加工溫度、表面粗糙度、殘余應力、表面硬度、塑性變形層、刀磨具磨損、試件疲勞、特征名稱、特征尺寸、工藝方法、加工設備型號、刀具牌號、主軸功率、振動、加工溫度、表面粗糙度、零件名稱、工裝號、量具號、裝夾方式、加工順序以及尺寸精度；
5.根據權利要求4所述一種
6.根據權利要求5所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，所述步驟4中進一步包括：
7.根據權利要求6所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟4.3中所述預測該零件的表面完整性數據及疲勞壽命數據的方法為：根據從機械加工數據庫、焊接加工數據庫和特種加工數據庫中調用的材料加工基礎數據、工藝基礎數據和工藝過程數據隨機生成初始種群，其中每個個體表示一組該零件的表面完整性數據及疲勞壽命數據；選擇適應度函數，計算每個個體的適應度，根據個體的適應度對個體進行選擇、交叉和變異操作，得到新的種群，再計算新的種群中每個個體的適應度，并重復個體的選擇、交叉和變異操作，直到達到最大迭代次數或適應度達到預設閾值后停止迭代，得到當前迭代輪次下種群中適應度最高的個體作為該零件的表面完整性數據及疲勞壽命數據。
...【技術特征摘要】
1.一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟1中所述航空發動機失效分析知識庫框架，包括：失效分析使能工具、機械加工數據庫、焊接加工數據庫、特種加工數據庫和失效數據庫；
3.根據權利要求2所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟2中所述歷史加工數據，包括：機械加工數據、焊接加工數據、特種加工數據和失效數據；
4.根據權利要求3所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟3中所述機械加工數據，包括：材料類型、材料型號、熱處理狀態、試件長度、試件寬度、試件厚度、冷卻方式、切/磨削速度、進給量、切削深度、加工噪聲、加工力、加工溫度、表面粗糙度、殘余應力、表面硬度、塑性變形層、刀磨具磨損、試件疲勞、特征名稱、特征尺寸、工藝方法、加工設備型號、刀具牌號、主軸功率、振動、加工溫度、表面粗糙度、零件名稱、工裝號、量具號、裝夾方式、加工順序以及尺寸精度；
5.根據權利要求4所述一種航空發動機失效分析知識庫的構建及使用方法，其特征在于，步驟3中所述將航空發動機的歷史加工數據存儲至航空發動機失效分析知識庫框架的方法為：將機械加工數據的材料加工基礎數據、工藝基...
【專利技術屬性】
技術研發人員：單坤，李健，蘭影鐸，李曉光，張亞雙，
申請(專利權)人：中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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