航空发动机液压管路系统的耦合振动机理与振动故障诊断研究

以航空发动机附件装置中的液压管路系统为对象，分析机匣和管路、管路与管路以及输送流体与管路之间的耦合振动机理，建立故障模式集，并寻找有效的故障检测和诊断手段。在建立液压管路系统动力学模型基础上，考虑机匣振动对液压管路系统的影响，分析液压管路系统的耦合振动特征，比较研究健康和典型故障的振动行为；在理论分析的支持下，建立较全面的液压管路系统振动故障模式集；根据振动分析和实际测量数据，采用一种基于模型的故障分析方法，构建液压管路系统的振动状态监测、故障分析、趋势分析和维修决策的专家系统。实施过程中，利用先进传感测试技术对机匣、液压管路系统实现多点多参数测试。本项目研究成果将对航空发动机液压管路系统的典型振动故障分析与排故、振动抑制等具有重要价值。

长期以来，航空发动机液压管路系统的振动故障问题十分突出。以往的调查研究表明，航空发动机故障大多数是由管路的破裂引起的，而管路振动是引起破裂的主要原因之一。本课题基于航空发动机附件装置中的液压管路系统，充分考虑其实际振动环境，深入研究了机匣和管路、管路与管路以及输送流体与管路之间的耦合振动机理，分析了液压管路系统的耦合振动特性，并比较研究了健康和共振情况下的管路振动行为。同时，考虑了液压管路耦合振动的非线性因素，并就其非线性振动的动力稳定性及非线性响应等做了深入分析。在理论分析的基础上，设计了考虑基础振动，脉动流等因素的液压管路耦合振动实验台，并进行了较全面的实验分析，得到了各流体参数变化对液压管路振动特性的影响结果，与理论分析相吻合，验证了管路系统耦合振动模型的正确性。同时，利用先进的光纤光栅传感技术对航空发动机液压管路系统实现在线多点多参数测试，并将光纤光栅传感测试与传统测试进行对比分析，探索并验证了基于光纤光栅传感器的管路测试的可行性和可靠性。研究成果对深入研究航空发动机液压管路系统的非线性振动及振动消减与排故提供一定的理论和实验基础。