Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ
Современное состояние отечественного воздушного транспорта характеризуется крайне сложными условиями вксплуатвции и ремонта авиационной техники (AT), Увеличивается долл физически и морально устаревшего авиационного парка.В то хв время возрастают требования по обеспечении безопасности, регулярное полетов, снижению затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт AT. Эти требования могут быть удовлетворены яри перехода на стратегию ремонта AT "по оостоянихГ.
Применительно к авиационным ГТД как объектам ремонта реализация указанной стратегии затрудняется по причине их низкой контролепрійх>дности. Системный подход в втой проблеме приводит к необходимости разработки автоматизированных систем диагностирования <АСД), включающих как математические методы для создания эффективных алгоритмов диагностироваїшя, так и дополнительные средства изиерэния параметров двигателя в наземных условиях, обеспечивающих повышение его ісонтролв пригодности. Значение совершенствования мвтодов и средств дефектации и диагностирования дня авиаремонтного производства (АРП) актуализируется тем, что их результаты является первичной информацией для проектирования ТП ремонта, нвзначэния их методов, форм и объемов.
Характерной чертой научно-технического прогресса является глобальный процесс компьютерной информатизации всех сторон человеческой деятельности. Актуальной задачей является разработка интегрировшпшх систем шггоматизированного проектирования (САПР), обесцечивощих весь цикл научно-технической подготовки производства . Основные тенденции развития проектирования, характерные для авиастроения и машиностроения в целом, присущи к АРП. Его особенностью является непредсказуемость полного состава и способов выполнения роОот по устранению дефектов на различных элементах AT. Следствием отого является потребность в оперативном (на база САПР) проведенім значительных объемов работ по технологической подготовке производства (ТПЛ). Для высогакачествэнного автогатизировднного проектирования ремонтных технологий, когда приходится пости оптимизацию при наличии большого числа ограничений, вахное значение пртобротаат про.гольло широкая информационная база о свойствах конструкционных материалов (1UO и
соединений.
При ремонта "заготовкой" является изношенная деталь. Для ее восстановления обычно приходится наращивать слои материала. При восстановлении формы и размера детали норедко возникает ситуация (особенно в условиях ресурсных ограничений), при которой необходимо решить вопроо о заменяемости материалов. Технологические процессы горячей обработки сплавов (ІП ГОС) являются одними из основных методов восстановления деталей AI. Непрерывное совершенствование ТП ГОС свидетельствует о их высокой технической и экономической аффективности. Совремокный этап развития ТП ГОС характеризуется необходимостью соединения огромных фактических знаний о физико- химической сущности втих процессов с возможностями новой информационной технологии на осново САПР. Разработка баз дашшх и знаний, обеспачиващих информационную поддержку оптимизационного проектирования ТП, является актуальной научно-технической задачей.
При проектировании на основе САПР имеется возможность решать задачи проектирования как оптимизацишпшв. Одно и многокритериальные подхода широко применяются как при оцвшга эффективности ТП, так и КМ. В зависимости от целой проектирования задаются различные целевые функции, поэтому в состава САПР должны быть библиотеки целевых функций и критериев. Реализации таїсих библиотек в САПР машиностроительных отраслей отсутствуют.
Создание информационных возможностей оптимизац"онного проектирования при разработке средств оценки состояния и процессов восстановления AT.
Создать . матоматичесісую модель производствошшй системы ремонта AT.
Исследовать (в ходе численного эксперимента) возможность повышошш точности оценки состояния проточной части ПД соїюйотва ДЗОК на основе ого математической і.одели <Ш) оа счет расширения номощсдатуры ісонтролируомих торьвгааодшшмичасісих параштров.'
Провести анализ цапрлхешіо-дафорі,шровашого состояния лопасти аиювосприниыавдвго влоюта <СВЭ) изшриталя параметра тяги ГТД, ісак варианта полнплшшон систеш, разработать ого конструкцию и технологию паготовлшшл.
Разработать новые и усовзршонотЕовать извостныэ критерии
оценки эффективности КМ в слтюнапряхенных конструкциях, сформировать из них библиотеку и иооледовать динамику в широком температурном диапазоне.
Разработать обшвметодологический подход в описании многомерных структур данных свойств металлов и сплавов и провести поиск наиболее точных методов описания зависимостей их физико-мзханичоских свойств в широтам диапазоне температур и от состава.
Разработать программную ревлизацш всех расчетных методов оценки свойств сплавов и баз данных параметров ММ.
Провести ішучно-обосговагашй выбор материалов для изготовления СВЭ интегрального измерителя тяга и усовершенствовать технологии ремонта деталей ГТД методами ГОС.
Технологический процосо ремонта AT.
Газотурбишшй двигатель семейства Д-ЗСЖ, представленный MN ого проточной частя.
СВЭ интегрального измерителя тяги ГГД семейства Д-ЗОК.
Информация {массивы данных) о механических <ов, "too'^oa/too'13' в* vi и ТВШЮфИЗИЧЙСІВІХ моталлов, ті.мі.гв сплавов при измогонии температуры и состава. Информация о температуре плавления многогампонвнтных сплавов и припоев, дааграмш состояния двойных металлических спетом. Комплексные и интегральные критерии оценки оффективности и заменяемости КМ. ТП восетаговлштя йшдашшх полок титшговых лопаток компрессора и никелевых язпаток соплового аппарата двигателя ДЗО-КУ. ТП изготовления СВЭ паягой полиплаяной (решетчатой) конструкции из титановых п железных сплавов. " Паяное нзхпесточшэ соодидонто. ' НЛУЧІШ1 НОВИЗНА Работа Сазкруотся на результатах теоретических и всперимента-лъшх исеявдовагай, получении* а разные года В.П.Фроловым, С.Ы.Бояоцоргсовским. А.И.Тюотнвши, Д.Я.Черкезом, А.Ы.Ахмедзяновым, В.И.Яиголшот.!, Б.Е.Апчиплишзым, В.Д. Кодаввым, Л.П. Алексеевым, Л.П.Михквнковым, Г.А.Кручгогоким, В.П.Плауновим. Ю.Н.Мшшным, В.А. Нетгэют, С.Н.Лоцмаговым, В.В.Китошм и др. Газряботаяа ИМ медаль проязводствогаюй системы ремонта и алгоритм синтеза ТП восстановления ЛА и АД. - 6 ~ Исследованы способы получения с помощью ММ АД избыточной информации о характеристиках проточной части ГТД для повышения точности оценок его параметров состояния, что позволило определить минимальное число и оптимальную номенклатуру контролируемых параметров двигателей семейства Д-ЗОК и требования к точности технических средств измерения тяги в эксплуатации. Разработана ММ напрязенно-деформированіюго состояния вращающегося решетчатого крыла как СЮ измерителя тяги(в ограничениях квазистатической задачи), позволившая провести его прочностной расчет и задать требования к материалу конструкции. Разработан общеметодологический подход описания многомерных структур данных свойств металлов и сплавов. В результате анализа зависимостей "свойство металла-температура плавления" предложено новое толкование понятия гомологической температуры и сформулированы эмпирические правила, отражайте наиболее общие зависимости механических и тешюфизических свойств чистых металлов от температуры плавления. Проанализированы различные способы описания температурных зависимостей механических и тешюфизических свойств чистых металлов и сплавов на основе ті, m иг., предложен метод описания путем их нелинейной или кусочно-нелинейной аппроксимации функциями второго и третьего порядка. Рассмотрен ряд методов оценки механических и тешюфизических свойств авиационных сплавов по величине температуры их плавления и предложен усовершенствованный метод прогнозирования свойств в широком интервале температур, включашзм експериментально неисследованную область . Впервые использован агломеративный алгоритм иерархической классификации припоев и разработан новый расчетный метод оценки температур плавления многокомпонентных сплавов, припоев. При описании многомерных данных температурных зависимостей механических свойств сплавов дано статистическое обоснование класафжационных признаков и однородных группировок. Доказана возможность хранения информации о механических и твплофизичвскнх свойствах ті,т.f* сшшвоэ в виде систем адекватных многомерных МЫ., отвечащих требованию авто- и внешней шфопизтивыоста. Разработана новые к усовершенствовала иззестше интегральные комплексные критерии оценхи оффекпшнооти 4U. исследована их динамика (для ті, н< в f* сплавов) п проведаю ранхнровшшв сплавов в широком температурном диапазона. Разработаїшая методика повышения точности оценок параметров состояния проточной части двигателя семойства Д-ЗОК использована при разработке проірамміго-алгоритмичесісого обеспечения систеш сбора и обработки информации по результатом ісонтрольно-сдаточных испытаний, внэдрогагай на заводе К400 ГА. Разработал комплекс прозктных и конструкторскс-технологических ронений, рэализутеих измврэшга параметра тяга в вида интогралыгого изморптолл тяга и .обесшчиващпх шфэрмаздюнную поддержку фушцшпировшмл АСД. Разработали численные метода оцегат механических и теплофи-зичоских свойств сплавов для информационной поддержки расчета температурных и прочностных условий пайки, которые использованы (МКБ "Вымпел", 1Ш0 "Энергия") при проектировании ТП пайки ксропрочпшс л высокопрочных сплавов, биметаллических конструкций, что позволило оптимизировать геометрические и прочностные хораістврисппо! ссодаивний, при расчетах на прочность ответственных паяных издолий и при проектировании ТП пайки и сварки. Разработанная гаїформациошіол база и программные сродства вошли в состав САПР тохнолога ЛРЗ K-dOO ГЛ и позволили определить оптшалышэ томпоратуршо розгиш гоготовлэгаш решетчатых паяно-сварных нздолий, восстановления бандажных полок лопаток комлроссора и соплового аппарата турбиш двигателя Д-30КУ/1Ш. Разработана компьигориал вэрсил библиотеки шггегралышх комл-лшссных кротериоп оцвіпаї оффокткшгостл и заменяемости копструкци-отплс материалов дал поддоркгаї принятия конструоторско -технологических рошений при проектировании ТП ремонта АГ <АРЗ №400 ГА), Результаты работы ютлл свдп реализацию в учвбном процоссо в пядо десяти мотодичосісих пособий и способствовали повышешт научного уровня дипломного и курсового проектирования. Достоверность палучонных результатов, обосювшшость научных пологанаЯ, выводов и практических рекомендаций подтворгдавтся бо-лдавл объемом численных вкспорішіггов по обработке исходной справочной информации с примоігагатам тестированных программных средств и физическими методами этссшэр;танталыгоа проворіш расчетов, а такгэ использовшпгои фундаментальных золоіоний теорій оптимизгацм, мпто.чзтичоской стптистшаї и тоорю! шдокности, справедливость программная реализация созданной базы данных свойств для поддержки принятия решений при автоматизированном проектировании ТП восстановления авиационных деталей методами ГОС. Материалы диссортации докладывались и обсуждались на семи заседаниях НТС кафедры "Ремонт летательных аппаратов и авиационных двигателей" МГТУ ГА. Отдельные етапи докладывались на Всосоюзных 1ГГК в ШИТА (Москва, 1965 - 1993 г, 10 выступлений), на Всесоюзном совещании в НПО "Азерелектротерм" (Baity, 1988, I выступление), на внутривузовских НТК в МИИГА (Москва, 1965-1993, 14 выступлений), на научно-техническом семинаре в МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского (Москва, 1990, 3 выступления), на научно-техническом семинаре в ЦАГИ (Москва, I99I, 3 выступления), на 7-ой конференции "Теплофизика технологических процессов" (г.Тольятти, 1968, I выступление). С использованием материалов диссертации автором прочитано 8 лекций на курсах по переподготовке кадров и повышению квалификации МГТУ ГА и Центральном институте повышения квалификации руководящих работников промышленного комплекса Российской Федерации. По материалам работы опубликовано 42 научно-технических статьи, издано 10 методических разработок и указаний по курсовому и дипломному проокткрованих). Результаты работы изложены в 34 отчетах МПУ ГА, депонированных во В1ПИЦ. Основная часть печатных работ опубликована в изданиях центральных и республиканских издательств, а также издательств по списісу, утворадешгому ВАК. СТРУКТУРА РАБОТЫПохожие диссертации на Методы и средства поддержки принятия решений при автоматизированном проектировании технологических процессов ремонта деталей авиационной техники
