机械液压组件(HMU)是航空发动机控制系统的重要组成部分,其寿命分布将直接影响飞机的安全性。为了准确估计HMU的寿命分布参数,假定其寿命服从威布尔分布,结合实际工程中HMU的失效数据,建立基于人工蜂群算法优化的极大似然估计(MLE)模型。通过蜂群个体寻优行为,以较快收敛速度对威布尔分布参数进行迭代,找到全局最优值,从而避免多参数估计值不易求解以及容易陷入局部最优的问题,并结合案例证明了优化模型的适用性和有效性。

针对飞机液压管路系统存在的故障失效问题,将水锤波模型应用到液压管路疲劳寿命试验中去,根据地面试验常用的简支支承结构,分析了液压管路在水锤波下的应力变化。首先,开展了无油液管路情况的应力分析,确定出了简支管路中应力最大处的位置;然后由浅入深,建立了管路应力的数学模型,并进行了仿真分析,得出在共振状态下管路将很快被破坏的结果;最后,运用损伤力学对管路的理论疲劳寿命进行了估计。研究结果表明,液压管路理论疲劳寿命随着最大应力及其周期数值的增加而快速下降,与实际液压管路故障失效状况基本吻合。

航空液压泵寿命长且寿命期大多在外场使用阶段,仅使用内场试验数据无法得到准确的寿命估计指标。而液压泵外场使用观测数据具有多种不确定性,且与内场施加的载荷谱不一致,亟需寻找有效的信息融合方法将内外场数据进行有效利用,以实现精准的液压泵寿命估计。本文提出失效物理与外场数据调制融合的寿命估计方法,通过构建混合润滑多场耦合液压泵失效物理模型,将其性能退化用随机过程描述;采集外场动态测试数据,用粒子滤波将动态外场数据调制更新到物理退化过程,基于最优重要性粒子采样消除外场观测数据的不确定性影响,通过正则变换重采样解决样本粒子枯竭问题,将失效物理与外场数据有机融合实现航空液压泵准确的寿命估计。试验结果表明本文提出的方法能够有效提高航空液压泵的寿命估计准确度。

针对矿用盘式制动器闸瓦磨损面积扩散率与未磨损面积的关系,建立磨损面积扩散率与磨损面积的数学模型,采用两种方法求解,获得磨损面积随制动时间的变化规律的表达式、磨损面积扩散率对时间变化规律的表达式,磨损面积扩散率的增幅随时间变化规律的表达式,并推导了求解磨损面积扩散速率的具体计算方法及在简化计算采用的估计值;给出在稳定磨损阶段摩擦片工作时长的计算方法,并绘图逐一说明。分析结果不但可用于闸瓦的磨损计算和寿命估计,而且推导所用的分析方法和解法亦广泛适用于其它接触面磨损计算。