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航空发动机故障诊断
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课程评价
spContent=1.具备故障预测与健康管理能力是第四代航空发动机的典型特征之一。航空发动机故障诊断学正是支撑这一技术需求的学科。本学科涉及固体力学、空气动力学、热力学、传热学、燃烧学、机械学、材料学、模式识别、信号处理以及计算机科学,是一个典型的多学科交叉后,形成的新兴学科。 2.航空发动机作为“工业制造的王冠”,其故障监测与诊断的难度不言而喻。其难度来源于结构特点、运行特点和监测特点。课程根据航空发动机故障诊断工作过程中的特点,划分成“状态监测”、“故障分析”和“健康管理”三篇。三篇讨论的内容正是航空发动机故障诊断工作的三个阶段。三个阶段目标不同,决定了理论侧重和关键技术也各不相同。
—— 课程团队
课程概述

课程将以培养发动机故障诊断人才为目标,为发动机设计、维护、技术管理等岗位提供人才储备。我国正在加紧研制下一代军用发动机,同时也在实施大型客机发动机自主研制计划。通过本课程的学习,促使学生掌握发动机的结构和振动特点,并且有针对性的应用振动分析和故障诊断理论,具备解决专门领域工程实际问题的能力。


课程分为五章。


第一章《绪论》主要内容包括:故障诊断的研究意义、工程需求、故障定义及技术现状。通过本章的学习,对航空发动机故障诊断技术建立初步认识。中间的三章是本文的技术主体。课程根据航空发动机故障诊断工作过程中的特点,划分成“状态监测”、“故障分析”和“健康管理”三章。


第二章讲授状态监测(Condition monitoring),以航空发动机在线/机载监测为目标,重点讨论发动机试车和机载的测量/测试系统、监测的特征参数以及故障检测红线的相关标准。


第三章介绍故障分析(Fault analysis),主要揭示发动机整机/主要部件的典型故障机理,从典型的单一故障入手,再到气-构-液-热的多场耦合故障。力图分析和总结典型故障的振动特征、主要表现、敏感测点位置。


第四章健康管理(Health management),涉及学科发展的最新趋势。这里将尝试融合诊断、状态评估和智能诊断的新方法,希望起到抛砖引玉,启发思考的作用。


第五章对前面学习的知识进行总结,并讨论故障诊断技术的发展方向。从研究问题的方法论出发,分析故障诊断的推理思路。希望建立故障诊断的思维观,了解健康管理技术发展的新动向。

授课目标

1.课程以培养航空发动机故障诊断人才为目标,为发动机设计、维护、技术管理等岗位提供人才储备。课程以发动机的结构和力学分析基础为前序知识,有针对性的讲授发动机状态监测、故障分析和健康管理知识,系统地开展故障诊断理论学习。


2.通过教师讲授、学生实践、专家指导等教学手段,期望学生建立反问题推理的思维模式,掌握故障诊断的流程和方法,把握技术动态和发展趋势。锻炼学生的学习能力、实践能力和创新能力。


3.课程目前处于“校级一流课程”建设周期中。目前已完成慕课的建设,力争尝试“线上线下混合”的教学模式。

课程大纲
预备知识

先修课程:《理论力学》、《材料力学》、《测试技术》、《航空发动机结构设计》

参考资料

1.《航空发动机故障诊断》,王俨剀,廖明夫,丁小飞,科学出版社,2020(ISBN 978-7-03-064946-1)

2. 《Fundamentals of rotating machinery diagnostics》,Donald E.Bently and Charles T.Hatch(ISBN 0-9714081-0-6)

3. 《Aircraft gas turbine engine technology》, Irwin E.Treager (ISBN 0-02-801831-1)

4.《航空发动机结构动力学》,廖明夫编,西北工业大学出版社,2015(ISBN 978-7-5612-4646-7)