【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空發動機溫度傳感器，特別是涉及一種溫度傳感器的可靠性優化評價方法。
技術介紹
1、航空發動機是一種以連續流動的氣體為工質，把熱能轉化為機械能的旋轉式動力機械。為檢測航空發動機內部溫度的變化，熱電偶溫度傳感器用來測量氣流溫度最為廣泛，由于航空發動機是典型的高溫、高壓和高流速的高負荷復雜的流體機械系統，航空發動機用溫度傳感器工況環境惡劣，在流體循環載荷及外部振動激勵作用下，易對溫度傳感器產生一定的影響，造成其可靠性差和壽命短。嚴重時，溫度傳感器可能發生斷裂，碎片將會進入到發動機內部，毀壞發動機內部其他器件，直接危及發動機的安全與可靠運行。
2、由于現代航空發動機內工況多變，溫度傳感器的低周疲勞損傷遠大于高周疲勞損傷，通過傳統的可靠性仿真試驗得出的可靠性結果往往有較大偏差。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種度傳感器的可靠性優化評價方法，能夠獲得準確的可靠性優化及評價結果。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種溫度傳感器的可靠性優化評價方法，包括以下步驟：
3、統計溫度傳感器在其實際工況條件下的故障模式數據；
4、根據所述故障模式數據對溫度傳感器進行仿真分析，并根據仿真分析結果確定其振動薄弱環節以及估計其疲勞壽命值；
5、對溫度傳感器進行可靠性建模并計算出其可靠性理論值；
6、根據所述仿真分析結果，針對溫度傳感器的薄弱環節進行可靠性優化；
7、通過
8、進一步的，所述根據所述故障模式數據對溫度傳感器進行仿真分析，包括：
9、對溫度傳感器自身振動特性進行模態分析，并基于模態分析結果施加振動載荷進行功率譜密度分析；
10、采用有限元法計算溫度傳感器在溫度載荷和壓力載荷下的熱應力場和熱應變場。
11、進一步的，所述振動薄弱環節是根據功率譜密度分析結果來確定的。
12、進一步的，所述疲勞壽命值是根據所述仿真分析結果，計算獲得的同時受到振動載荷、溫度載荷以及壓力載荷條件下的疲勞壽命。
13、進一步的，所述針對溫度傳感器的薄弱環節進行可靠性優化是通過對安裝方式、封裝連接、以及整體結構振動特性的優化來實現的。
14、進一步的，所述對溫度傳感器進行可靠性建模，是通過設定溫度傳感器各個單元只有正常和故障兩種狀態，且各單元的壽命服從指數分布，采用串聯可靠性模型對溫度傳感器進行可靠性建模來實現的。
15、進一步的，溫度傳感器的可靠性理論值計算數學模型表示為：
16、
17、其中，n為溫度傳感器包含的單元數，λi為第i個單元的故障概率。
18、進一步的，所述通過對比分析優化前后溫度傳感器的疲勞壽命值和可靠性理論值來評價可靠性優化效果，包括：
19、根據溫度傳感器的疲勞壽命值，基于熵值法計算獲得溫度傳感器的可靠性評價指標值；計算可靠性優化效果ξ為
20、
21、其中，ui和u’i分別為優化前后溫度傳感器的可靠性評價指標值，m和m’分別為優化前后溫度傳感器的可靠性理論值。
22、進一步的，所述根據溫度傳感器的疲勞壽命值，基于熵值法計算獲得溫度傳感器的可靠性評價指標值，包括：
23、獲取不同載荷下溫度傳感器各個單元的所述仿真分析結果，得到指標數據矩陣；
24、對指標數據矩陣進行歸一化處理得到第一處理矩陣；
25、將第一處理矩陣中各元素與其所在列所有元素的和作商，得到第二處理矩陣；
26、基于第二處理矩陣計算各個指標數據的熵值，進而計算得到各個指標數據的熵值冗余度，以及溫度傳感器各個單元的權重；
27、根據各個單元的權重與指標數據矩陣計算得到溫度傳感器的整體可靠性水平。
28、進一步的，所述各個指標數據的熵值表示為：
29、
30、其中，k為調節系數，m＝3，分別為振動載荷、高溫載荷和壓力載荷，pin為第二處理矩陣。
31、有益效果
32、由于采用了上述的技術方案，本專利技術與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本專利技術通過根據溫度傳感器在其實際工況條件下的故障模式數據，進行動態仿真分析和靜力學仿真分析，并根據仿真分析結果確定傳感器的振動薄弱環節以及估計傳感器的疲勞壽命值，進而針對性的進行可靠性優化，并基于熵值法定量評價傳感器可靠性優化效果，能夠獲得準確獲的航空發動機工況下的熱電偶溫度傳感器可靠性優化及優化評價結果。
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1.一種溫度傳感器的可靠性優化評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述故障模式數據對溫度傳感器進行仿真分析，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述振動薄弱環節是根據功率譜密度分析結果來確定的。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述疲勞壽命值是根據所述仿真分析結果，計算獲得的同時受到振動載荷、溫度載荷以及壓力載荷條件下的疲勞壽命。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述針對溫度傳感器的薄弱環節進行可靠性優化是通過對安裝方式、封裝連接、以及整體結構振動特性的優化來實現的。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對溫度傳感器進行可靠性建模，是通過設定溫度傳感器各個單元只有正常和故障兩種狀態，且各單元的壽命服從指數分布，采用串聯可靠性模型對溫度傳感器進行可靠性建模來實現的。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，溫度傳感器的可靠性理論值計算數學模型表示為：
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述通過對
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據溫度傳感器的疲勞壽命值，基于熵值法計算獲得溫度傳感器的可靠性評價指標值，包括：
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述各個指標數據的熵值表示為：
...【技術特征摘要】
1.一種溫度傳感器的可靠性優化評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述故障模式數據對溫度傳感器進行仿真分析，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述振動薄弱環節是根據功率譜密度分析結果來確定的。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述疲勞壽命值是根據所述仿真分析結果，計算獲得的同時受到振動載荷、溫度載荷以及壓力載荷條件下的疲勞壽命。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述針對溫度傳感器的薄弱環節進行可靠性優化是通過對安裝方式、封裝連接、以及整體結構振動特性的優化來實現的。
6.根據權利要求1所述的方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高鋒，彭德潤，趙振平，郭子昂，王旭，黃超，李哲輝，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司上海航空測控技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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