一种发动机贮存环境剖面分析方法与流程

1.本发明属于寿命试验与评估技术领域，具体涉及一种发动机贮存环境剖面分析方法。


背景技术：

2.加速寿命试验的基本原理是通过产品寿命与应力之间的物理化学关系(即加速模型)，利用高应力水平下的特征寿命外推评估正常应力水平下的特征寿命。
3.以往的发动机贮存加速试验，通常将正常应力水平设定为恒定值(例如将高应力下的特征寿命外推25℃的特征寿命)。这种方法往往导致寿命预测结果与实际相比差距较大，主要原因在于装备的贮存环境剖面比较复杂，往往要经历运输装卸、库房贮存、战勤值班等过程，其贮存环境条件并非恒定值，因此直接外推某恒定的应力水平，并不能代表真实的贮存环境。
4.因此，为了掌握发动机实际贮存使用下的环境载荷，需要在贮存环境因素及贮存失效敏感应力分析的基础上，制定发动机贮存环境剖面。贮存环境剖面是进行发动机贮存可靠性(寿命)设计、分析的基础和输入，是进行发动机贮存可靠性与贮存寿命试验验证和评估的依据。


技术实现要素：

5.针对目前贮存加速试验中，将基准贮存应力水平设定为恒定值，导致寿命预测结果与实际有加大出入的问题。本发明在贮存环境因素及贮存失效敏感应力分析的基础上，给出了发动机贮存环境剖面制定方法，为进行发动机贮存可靠性与贮存寿命试验验证和评估提供依据。
6.本发明涉及如下技术方案：
7.一种发动机贮存环境剖面分析方法，其包括如下步骤：
8.(1)在分析周期内，根据发动机整机贮存环境，确定贮存剖面；
9.(2)对贮存环境条件数据进行统计；
10.(3)根据统计后的贮存环境条件数据绘制基准贮存环境剖面图。
11.步骤(1)中，所述贮存剖面包括运输装卸、库房贮存、定期测试或战备值班过程中的一个以上。
12.其中，运输装卸的环境载荷因素包括公路运输、铁路运输、海运或空运过程中振动和装卸冲击。
13.其中，所述库房贮存的环境载荷因素包括高温和湿度。
14.其中，所述定期测试的环境载荷因素包括通电检测。
15.其中，所述战备值班的环境载荷因素包括高温、低温、温度循环、湿度、气压、腐蚀介质以及运输过程的振动和装卸冲击。
16.步骤(2)为：统计各个贮存剖面环境载荷因素的量级和时间历程。
17.其中，利用阶梯统计法对稳态温度应力进行统计，利用雨流计数法对温度循环载荷谱进行统计。
18.步骤(3)为：以时间为横坐标，以环境载荷因素为纵坐标，绘制基准贮存剖面图。
19.本发明的有益效果在于：
20.1)编制贮存环境剖面，可以为进行发动机贮存可靠性(寿命)设计、分析提供输入，可以为进行发动机贮存可靠性和贮存寿命试验验证和评估提供基准条件。
21.2)装备的贮存环境剖面比较复杂，往往要经历运输装卸、库房贮存、战勤值班等过程，其贮存环境条件并非恒定值，采用贮存环境剖面分析方法，能够更真实的反应产品的贮存环境，贮存寿命加速试验评估的结构与实际更吻合。
附图说明
22.图1为典型发动机整机的贮存剖面图。
23.图2为贮存温度环境剖面向环境载荷谱转化图。
24.图3为贮存稳态温度环境谱示意图。
25.图4为应力
‑
应变迟滞回线。
26.图5为实施例中得到的典型发动机整机基准贮存环境剖面图。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例和附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.贮存环境剖面是进行发动机贮存可靠性(寿命)设计、分析的基础和输入，是进行发动机贮存可靠性和贮存寿命试验验证和评估的依据。发动机基准贮存环境条件分析的流程如下：
29.1.确定贮存剖面
30.发动机整机的贮存剖面包括按照规定的程序和要求自验收交付到发射飞行前的全过程，包括运输装卸、库房贮存、定期检测及战备值班等。典型发动机整机的贮存剖面见图1所示。
31.贮存剖面中涉及的环境因素主要是温度、湿度、振动、冲击，其次是气压、腐蚀介质、电应力等，既有自然环境因素，又有诱发环境因素。
32.2.贮存环境条件统计
33.2.1贮存环境条件收集表
34.对发动机整机典型贮存剖面进行分析，统计在运输装卸、库房贮存、定期检测及战备值班等阶段的主要环境载荷因素的量级及时间历程，见表1所示。
35.表1发动机整机贮存环境条件统计表
[0036][0037][0038]
2.2温度环境因素统计分析
[0039]
表1中，特定地理环境的温度因素数据中包含了稳态温度环境应力及温度循环机械应力两种失效敏感应力，机械应力是由于日温度变化导致的。因此可以分别用温度环境谱和温度循环载荷谱进行描述。贮存温度环境剖面向环境载荷谱转化过程见图2所示。
[0040]
2.2.1基于阶梯统计法的稳态温度应力统计
[0041]
由于在库房条件下，温度并非恒定值，如果直接外推某温度点的温度，并不能代表真实的贮存环境。因此采用基于阶梯统计法的稳态温度应力统计方法，将实际贮存的温度划分为n个温度区段t1,t2...t
w
...t
n
，在每个区段内可近似为温度恒定，并统计各个温度段的持续时间为t1,t2...t
w
...t
n
，如图3所示。
[0042]
2.2.2基于雨流计数法的温度循环载荷谱统计
[0043]
采用雨流计数法统计日温度变化造成温度循环应力。雨流法的循环计数是根据构件材料的应力
‑
应变特性进行的，用该方法得到应力循环与应力一时间历程在材料中产生的应力
‑
应变迟滞回线相一致，见图4，因此，认为两者引起的疲劳累积损伤是相等的。
[0044]
雨流计数法有下列规则：
[0045]
(1)雨流在试验记录的起点和依此在每一个峰值的内边开始,亦即从1,2,3,
…
等尖点开始。
[0046]
(2)雨流在流到峰值处(即屋檐)竖直下滴,一直流到对面有一个比开始时最大值(或最小值)更正的最大值(或更负的最小值)为止。
[0047]
(3)当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨时，就停止流动，并构成了一个循环。
[0048]
(4)根据雨滴流动的起点和终点，画出各个循环，将所有循环逐一取出来，并记录其峰谷值。
[0049]
(5)每一雨流的水平长度可以作为该循环的幅值。
[0050]
3.贮存环境条件分析示例
[0051]
3.1概述
[0052]
以某型发动机整机加速贮存试验为例，分析该发动机整机贮存一年的环境条件数据，制定基准贮存环境剖面。
[0053]
3.2贮存剖面确定
[0054]
3.2.1库房贮存
[0055]
发动机整机全年平均共有六个月在库房贮存，其中：
[0056]
a)温度：环境温度为恒定20℃；
[0057]
b)湿度：导弹存放于密封充干燥氮气的贮运发射筒中，不考虑湿度应力。
[0058]
3.2.2定期检测
[0059]
发动机整机每年加电测试两次。
[0060]
3.2.3战备值班
[0061]
发动机整机每年平均有六个月在野外进行战备值班，其中：
[0062]
a)野外环境温度10℃～25℃，平均温度为20℃；
[0063]
b)昼夜温差为15℃，共计183个循环。
[0064]
3.2.4运输装卸
[0065]
每年累计公路运输里程500km(行驶速度50km/h)，振动量级0.27g。每年累计铁路运输历程为1600km(时速100km/h)，振动量级为0.002g2/hz。
[0066]
3.2.5贮存环境条件统计
[0067]
发动机整机贮存环境条件统计见表2。
[0068]
表2典型发动机整机贮存环境条件统计表
[0069][0070]
3.3基准贮存环境剖面的制定
[0071]
根据上述的贮存环境条件数据，绘制基准贮存环境剖面。典型发动机整机贮存1年的基准贮存环境剖面见图5所示。
[0072]
贮存环境剖面是进行发动机贮存可靠性(寿命)设计、分析的基础和输入，是进行
发动机贮存可靠性和贮存寿命试验验证和评估的依据。采用本发明的贮存环境剖面分析方法，能够更真实的反应产品的贮存环境，贮存寿命加速试验评估的结构与实际更吻合。