航空学报 > 2013, Vol. 34 Issue (6): 1474-1484   doi: 10.7527/S1000-6893.2013.0080

基于机匣应变信号的航空发动机转静碰摩部位识别

于明月1, 陈果1, 刘永泉2, 姜广义2, 李成刚2, 冯国全2, 王德友2   

  1. 1. 南京航空航天大学民航学院, 江苏 南京 210016;
    2. 中航工业沈阳发动机设计研究所, 辽宁 沈阳 110015
  • 收稿日期:2012-05-29 修回日期:2013-01-24 出版日期:2013-06-25 发布日期:2013-02-19
  • 通讯作者: 陈果, Tel.: 025-84891850 E-mail: cgzyx@263.net E-mail:cgzyx@263.net
  • 作者简介:于明月 女, 博士研究生。主要研究方向: 信号处理, 微弱信号检测, 故障诊断。 E-mail: yumingyue211@163.com;陈果 男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向: 航空发动机智能诊断及专家系统, 航空发动机整机振动与转子动力学。 Tel: 025-84891850 E-mail: cgzyx@263.net;刘永泉 男, 博士, 研究员。主要研究方向: 航空发动机, 结构强度与振动;姜广义 男, 硕士, 高级工程师。主要研究方向: 航空发动机, 转子动力学;李成刚 男, 硕士, 研究员。主要研究方向: 航空发动机, 振动测试与诊断。 E-mail: lichenggang606@163.com;冯国全 男, 博士, 研究员。主要研究方向: 转子动力学, 航空发动机整机振动分析。 E-mail: feng2004606@163.com;王德友 男, 博士, 研究员。主要研究方向: 转子动力学, 航空发动机, 振动测试与诊断。 E-mail: saeriem@mail.sy.ln.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(61179057);国家安全重大基础研究项目(613139)

Aero-engine Rotor-stator Rubbing Position Identification Based on Casing Strain Signals

YU Mingyue1, CHEN Guo1, LIU Yongquan2, JIANG Guangyi2, LI Chenggang2, FENG Guoquan2, WANG Deyou2   

  1. 1. College of Civil Aviation, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China;
    2. AVIC Shenyang Aero-engine Design Institute, Shenyang 110015, China
  • Received:2012-05-29 Revised:2013-01-24 Online:2013-06-25 Published:2013-02-19
  • Contact: 10.7527/S1000-6893.2013.0080 E-mail:cgzyx@263.net
  • Supported by:

    National Natural Science Foundation of China (61179057); National Basic Research Program of China (613139)

摘要:

为有效识别航空发动机转静碰摩部位,提出基于机匣应变信号的航空发动机转静碰摩部位识别技术。以应变片为敏感元件,采用沿机匣轴向、周向粘贴应变片两种实验方案,利用航空发动机转子试验器模拟大量不同碰摩部位的样本,采集航空发动机转子试验器机匣上的应变信号,提取应变的均值特征,利用支持向量机,识别不同碰摩位置。结果表明:沿机匣周向的应变均值特征可有效识别转静碰摩部位,且鲁棒性较好,且仅需在机匣的4个位置粘贴应变片即可对4个不同碰摩部位达到100%的识别率。沿机匣轴向的应变均值特征也可识别不同的碰摩部位,但识别效果不如沿机匣周向效果理想。

关键词: 航空发动机, 碰摩部位识别, 均值特征, 机匣应变, 支持向量机

Abstract:

In order to effectively identify aero-engine rotor-stator rubbing positions, an identification method based on casing strain signals is proposed. Two experiment projects are proposed and compared. One is to paste the strain foils along the casing axial direction, the other is to paste them along the casing circumference. A rotor experiment rig of an aero-engine is used to simulate rubbing faults of different radial rubbing positions. The casing strain signals of the rotor experiment rig of the aero-engine is collected and the strain mean features of the two experiment projects are extracted, which are then input into a support vector machine to identify the different rubbing positions. The results show that the strain mean features based on the experiment project which paste strain foils along the casing circumference can effectively identify the rotor-stator rubbing positions of the aero-engine, and the recognition can reach 100%. But the strain mean features based on the project which paste strain foils along the casing axial direction has a lower recognition rate.

Key words: aero-engine, rubbing position identification, mean feature, casing strain, support vector machines

中图分类号: