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面向民机典型系统健康管理的故障诊断技术综述与展望
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作者 冯蕴雯 王锐 +1 位作者 陈俊宇 路成 《航空制造技术》 北大核心 2026年第1期14-34,共21页
民用飞机健康管理技术是保障航空安全、提升运维效率的有效手段,健康管理技术的实施离不开高效、先进的故障诊断技术。基于面向民用飞机典型系统健康管理的故障诊断技术发展需求,本文系统梳理了面向民用飞机健康管理的故障诊断技术方法... 民用飞机健康管理技术是保障航空安全、提升运维效率的有效手段,健康管理技术的实施离不开高效、先进的故障诊断技术。基于面向民用飞机典型系统健康管理的故障诊断技术发展需求,本文系统梳理了面向民用飞机健康管理的故障诊断技术方法,从模型驱动、知识驱动、数据驱动3个维度展开深入分析,进而总结各维度技术方法的优势、不足及适用场景,给出各维度技术的融合方法应用框架,并展望了民用飞机健康管理的整体发展趋势,为国产民用飞机健康管理技术的工程化应用提供理论参考与优化路径。 展开更多
关键词 民用飞机 健康管理 模型驱动 知识驱动 数据驱动
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机理与生成对抗代理建模融合的飞机系统可靠性评估 被引量:1
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作者 冯蕴雯 腾达 +2 位作者 路成 王锐 陈俊宇 《航空学报》 北大核心 2025年第7期208-228,共21页
为有效开展飞机系统可靠性评估,提出了一种机理与数据双驱的可靠性评估(MDRM)理念,在MDRM理念中,基于功能危险性分析(FHA)、故障模式及影响分析(FMEA)和故障树分析(FTA),从正向机理角度构建故障逻辑图,结合运行数据构建贝叶斯网络模型... 为有效开展飞机系统可靠性评估,提出了一种机理与数据双驱的可靠性评估(MDRM)理念,在MDRM理念中,基于功能危险性分析(FHA)、故障模式及影响分析(FMEA)和故障树分析(FTA),从正向机理角度构建故障逻辑图,结合运行数据构建贝叶斯网络模型选取重要影响参数,将生成对抗理论引入代理模型,提出了生成对抗代理建模策略,用于建立影响参数与研究对象的关联模型,进而实现可靠性评估。基于MDRM理念,融合神经网络模型和紧支撑域思想,提出了生成对抗回归网络(GARN)方法用于飞机系统的可靠性评估。此外,运用数学案例证明所提出GARN的建模性能,通过某型国产民机1号液压系统低压和起落架刹车温度多失效案例验证所研究方法的工程适用性。通过多种方法对比表明,GARN具有突出的建模性能和仿真性能优势,所提出的理念和方法可为飞机系统可靠性评估提供有力的理论和技术支撑。 展开更多
关键词 机理与数据双驱 飞机系统 可靠性评估 生成对抗代理建模 液压系统低压 起落架刹车温度多失效
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基于故障逻辑的民机液压状态监控与故障诊断 被引量:1
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作者 冯蕴雯 潘维煌 +1 位作者 路成 刘佳奇 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第3期842-854,共13页
当前民用飞机的监测数据难以有效应用于状态监测与故障诊断,限制了其安全性和可靠性的提升。为此,本文提出一种基于液压系统部件设计与监测数据的决策树模型,用于实现液压系统运行状态的监控;同时提出一种基于故障逻辑与运行数据的迁移... 当前民用飞机的监测数据难以有效应用于状态监测与故障诊断,限制了其安全性和可靠性的提升。为此,本文提出一种基于液压系统部件设计与监测数据的决策树模型,用于实现液压系统运行状态的监控;同时提出一种基于故障逻辑与运行数据的迁移学习模型,用于故障诊断与定位,以提升状态监控能力与故障诊断效率。首先,分析液压系统原理,依据机组操作手册(flight crew operating manual,FCOM)额定参数与监测数据建立运行监控指标,采用决策树模型监控液压系统的运行状态;随后通过故障形成条件梳理成逻辑图,结合逻辑图的输入信号参数采集快速存取记录器(quick access recorder,QAR)数据,开发迁移学习模型实现故障诊断与定位。最后以某型国产民机液压低压故障为例,验证了所提方法的应用效果。结果表明,该运行状态监控方法能有效量化液压系统状态,故障诊断方法则能高效识别故障原因。 展开更多
关键词 状态监控 故障诊断与定位 逻辑图 监测参数 迁移学习
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基于可靠性的复材结构安全系数概率设计法
4
作者 冯蕴雯 宋祉岑 +3 位作者 陈宏志 陈先民 薛小锋 胡昊 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第5期916-925,共10页
确定性安全系数设计难以适应复合材料结构不确定性因素多、多失效模式并发的特点,设计结果也无法定量化描述风险大小。基于多失效模式协同可靠性分析,引入材料、设计、载荷等不确定性变量,提出安全系数概率设计法(safety factor probabi... 确定性安全系数设计难以适应复合材料结构不确定性因素多、多失效模式并发的特点,设计结果也无法定量化描述风险大小。基于多失效模式协同可靠性分析,引入材料、设计、载荷等不确定性变量,提出安全系数概率设计法(safety factor probabilistic design,SFPD),以结构风险等级为约束,将允许失效概率转换为安全系数,打破安全性指标、安全系数和结构设计之间的关联壁垒。考虑复合材料结构的主要失效模式分解安全性指标,为各失效模式分配允许失效概率;以允许失效概率为约束条件,结合宏观和细观失效准则构建复合材料结构可靠性模型,通过结构优化反推极限载荷,使结构在满足安全性指标要求条件下,降低安全系数并减轻结构质量;以民机典型壁板结构为案例验证对象,在保证结构安全的前提下实现了蒙皮质量减少7%、整体结构质量减少4%,并验证安全系数由1.5降为1.4的合理性和可行性。 展开更多
关键词 飞机结构设计 不确定性设计 安全系数 复合材料 多模式可靠性 优化设计
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基于ISMA-Stacking集成建模和贝叶斯融合的全机结构试验可靠性评估
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作者 冯蕴雯 崔宇航 +2 位作者 贺谦 薛小锋 陆俊 《航空学报》 北大核心 2025年第21期426-450,共25页
针对全机结构试验(FSST)高载工况下样本量有限导致其可靠性评估不准确问题,提出了一种代理模型与贝叶斯融合的FSST可靠性评估方法,该方法基于集成代理建模和数据融合思想,首先结合历史试验数据,采用Stacking集成代理模型构建施加载荷分... 针对全机结构试验(FSST)高载工况下样本量有限导致其可靠性评估不准确问题,提出了一种代理模型与贝叶斯融合的FSST可靠性评估方法,该方法基于集成代理建模和数据融合思想,首先结合历史试验数据,采用Stacking集成代理模型构建施加载荷分布先验模型,通过贝叶斯理论实现施加载荷不确定性量化,其次结合现场试验数据,采用Stacking集成代理模型构建约束点载荷误差预测模型,通过Monte Carlo仿真实现约束点载荷误差不确定性量化,最后采用Copula函数实现多约束点载荷误差失效的FSST可靠性评估。为提高模型预测精度,引入融合佳点集和自适应柯西高斯变异策略的改进黏菌算法(ISMA)对Stacking集成代理模型进行参数同步优化,提出了一种改进黏菌算法优化的Stacking集成建模方法(ISMA-Stacking)。通过某型FSST可靠性评估案例验证所提研究方法的工程适用性,结果表明:所提方法具有较高的预测精度及可靠性评估精度,与其他方法相比,施加载荷标准差预测模型和90%和100%加载级数下约束点载荷误差预测模型的平均绝对误差(MAE)指标分别降低了42.90%、50.87%和54.29%,90%和100%加载级数下可靠性评估精度分别高达99.87%和99.77%,所提方法可为全机结构试验可靠性评估提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 全机结构试验 可靠性评估 不确定性量化 集成代理模型 贝叶斯 数据融合
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基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法
6
作者 冯蕴雯 杨容霁 +2 位作者 薛小锋 刘佳奇 高涛 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期222-239,共18页
机电产品高加速剖面制定方法存在剖面关键要素与激励失效机制关联性不明确、故障激发效率低、试验成本高等问题。为打通累积损伤与振动试验剖面关键要素之间的关联机制,提出基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法,通过动态控制损伤增... 机电产品高加速剖面制定方法存在剖面关键要素与激励失效机制关联性不明确、故障激发效率低、试验成本高等问题。为打通累积损伤与振动试验剖面关键要素之间的关联机制,提出基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法,通过动态控制损伤增量,实现对振动试验剖面的精细化设计。结合振动损伤机制分析与功率谱密度频域解析技术,量化振动激励与累积损伤之间的映射关系,建立振动激励-损伤对应模型(Vibration Excitation-Damage Corresponding Model,CM-VED),以某型引信振动高加速步进试验为例验证所提方法的有效性。研究结果表明:获得的振动高加速试验剖面较标准固步法破坏极限激发精度提高60%,在保证高激发精度的基础上时间较均分法缩短33.33%;所提CM-VED可为建立激励-损伤对应关系提供理论依据;所提基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法可在保证激发精度的前提下降低试验成本,为机电产品振动高加速试验剖面设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 高加速试验 近似损伤 振动激励 剖面设计 量化映射
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基于改进粒子群的民用飞机航材库存配置方法
7
作者 冯蕴雯 许嘉炜 +1 位作者 路成 薛小锋 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第11期3663-3671,共9页
为解决现有民用飞机航材库存配置方法在大规模配置中易陷入局部最优解问题,提出通过可维修备件多级保障库存技术理论建立民用飞机两级航材库存模型。在此基础上,基于改进粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法进行航材配置... 为解决现有民用飞机航材库存配置方法在大规模配置中易陷入局部最优解问题,提出通过可维修备件多级保障库存技术理论建立民用飞机两级航材库存模型。在此基础上,基于改进粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法进行航材配置优化。该算法基于航材库存模型简化优化目标,并改进粒子群初始投点策略和速度更新函数,克服陷入局部最优解的缺陷。以民用飞机航材配置方案为案例,改进PSO算法配置金额相较于传统的边际分析法减少16.3%,说明所提改进PSO算法可为民用飞机航材配置中的有效性。改进PSO算法可为民机航材配置提供理论参考。 展开更多
关键词 航材 可维修备件多级保障库存技术 改进粒子群优化算法 配置方案
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基于领域系统的复杂装备技术状态管理建模方法
8
作者 冯蕴雯 陈俊宇 +1 位作者 路成 刘晚移 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第1期126-140,共15页
为保障复杂装备技术状态管理的有效集成和多方协同,实现技术状态管理业务数据的双重有序管控,提出基于领域系统(domain system,DS)的建模架构和设计方法。通过引入基于模式的系统工程(pattern-based system engineering,PBSE)框架,构建... 为保障复杂装备技术状态管理的有效集成和多方协同,实现技术状态管理业务数据的双重有序管控,提出基于领域系统(domain system,DS)的建模架构和设计方法。通过引入基于模式的系统工程(pattern-based system engineering,PBSE)框架,构建基于DS的复杂装备技术状态管理基本架构,设计DS元模型、DS模型、DS模式的建模方法,将国防部体系架构元模型(Department of Defense Architecture framework metamodel,DM2)进行复杂装备技术状态管理领域化重组为DS元模型,并通过领域元数据映射为DS模型,使其有序组织为适用于具体装备技术状态管理的DS模式。为验证所提方法的有效性,以运载火箭结构系统多视图物料清单(X bill of material,XBOM)为案例,开展基于DS的技术状态管理应用。结果表明,所提方法可为其技术状态管理提供兼具建模的一致性和可追溯性的实施方案,为复杂装备技术状态管理的领域模型配置提供指导性思路。 展开更多
关键词 复杂装备 技术状态管理 基于模式的系统工程 国防部体系架构元模型 建模
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基于GO法和MSIMOSMA的全机结构试验系统可靠性优化设计
9
作者 冯蕴雯 崔宇航 +4 位作者 贺谦 李煜辉 薛小锋 宋乐 陆俊 《航空科学技术》 2025年第8期87-96,共10页
全机结构试验系统(FSST)可靠性优化设计是试验顺利进行和获得准确试验结果的重要保障,传统方法往往忽视了复杂系统特性和优化结果的鲁棒性。针对这一问题,本文提出了基于GO法和多策略改进的多目标黏菌算法(MSIMOSMA)的FSST可靠性优化设... 全机结构试验系统(FSST)可靠性优化设计是试验顺利进行和获得准确试验结果的重要保障,传统方法往往忽视了复杂系统特性和优化结果的鲁棒性。针对这一问题,本文提出了基于GO法和多策略改进的多目标黏菌算法(MSIMOSMA)的FSST可靠性优化设计方法。首先权衡可靠性指标、成本以及优化结果鲁棒性之间的关系,构建了FSST可靠性优化设计模型。其次考虑元件累积、备用相关性、多闭环反馈等复杂系统特性,采用GO法建立FSST可靠性评估模型。为解决多目标优化问题,本文提出了MSIMOSMA进行求解。最后,结合实际案例,得到了FSST关键元件的可靠度优化区间,并与传统多目标优化方法进行对比,所提出的方法性能评价指标HV值相对提高了10.1%,SP值相对降低了30.8%,验证了所提方法在FSST可靠性优化设计中的优越性。 展开更多
关键词 FSST 可靠性优化设计 GO法 多目标优化 黏菌算法
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基于跨尺度等效弹性的航空装备损修性能评估
10
作者 冯蕴雯 宋祉岑 +1 位作者 路成 陈晓宇 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第2期508-517,共10页
为解决装备系统在复杂损修模式下的性能评估问题,提出一种跨尺度等效弹性仿真方法,在保证计算精度的前提下,通过跨尺度映射减少损修及其几何特征带来的建模负担。首先,基于等效弹性理论,在微尺度结构内,用弹性参数的等效模拟和取代修理... 为解决装备系统在复杂损修模式下的性能评估问题,提出一种跨尺度等效弹性仿真方法,在保证计算精度的前提下,通过跨尺度映射减少损修及其几何特征带来的建模负担。首先,基于等效弹性理论,在微尺度结构内,用弹性参数的等效模拟和取代修理因素对本构行为带来的影响;其次,开展跨尺度建模,将微尺度结构的力学行为映射到宏观装备系统中;最后,以浸水和穿孔修复后的航空雷达罩装备为案例验证对象进行验证实验。验证实验的结果表明,分析结果精度均值为6.3%,且极大地减小了试验和仿真工作量,为复杂航空装备系统的损修性能评估提供思路。 展开更多
关键词 航空装备 系统仿真 等效弹性 复合材料
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基于分词的民用飞机验证试验数据检索技术研究
11
作者 冯蕴雯 刘晚移 +3 位作者 路成 陈海波 尹潇龙 罗宇航 《航空工程进展》 2025年第5期155-163,共9页
民用飞机验证试验中存在海量的非结构化数据,难以基于文件内容开展数据检索和应用,而传统的分词检索方法无法满足验证试验领域的分词检索要求。面向验证试验领域提出基于统计和术语词典的分词检索方法:首先利用条件随机场(CRF)模型实现... 民用飞机验证试验中存在海量的非结构化数据,难以基于文件内容开展数据检索和应用,而传统的分词检索方法无法满足验证试验领域的分词检索要求。面向验证试验领域提出基于统计和术语词典的分词检索方法:首先利用条件随机场(CRF)模型实现文本初分;然后基于领域文件构建术语词典,并在术语词典和初分文本基础上结合逆向最大匹配(RMM)算法实现文本的专业分词;最后依据专业分词结果对非结构化文件进行内容拆分和建立索引,采用某试验大纲文本内容开展案例分词,并与CRF、N-gram以及隐马尔可夫模型(HMM)等传统统计分词方法开展对比验证。结果表明:本文所提分词检索方法在专业分词的准确性上表现最优,能够帮助构建民用飞机验证试验数据库,实现数据库非结构化文件的快速检索功能。 展开更多
关键词 验证试验 分词检索 条件随机场 术语词典
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基于马尔科夫决策过程的星座故障卫星替换策略研究
12
作者 林若禹 冯蕴雯 +2 位作者 薛小锋 郑晓燕 崔帅 《航空工程进展》 2025年第2期62-69,共8页
随着星座的大规模化,单星重要程度降低,在制定故障卫星替换策略时,应当考虑采用多种替换方式和保留故障卫星的情况。针对这一需求,提出一种基于马尔科夫决策过程的星座轨道卫星替换策略制定方法。根据在轨工作、在轨备份和地面备份的卫... 随着星座的大规模化,单星重要程度降低,在制定故障卫星替换策略时,应当考虑采用多种替换方式和保留故障卫星的情况。针对这一需求,提出一种基于马尔科夫决策过程的星座轨道卫星替换策略制定方法。根据在轨工作、在轨备份和地面备份的卫星颗数,对轨道状态进行划分;在此基础上,结合故障卫星的不同替换策略及对应的订购、储存和惩罚成本,构建代表预期维护成本的回报函数模型;以最小化各决策周期的维护预期成本为目标,制定序贯的替换策略并以某星座轨道为例进行应用分析。结果表明:采用地面备份替换故障卫星时,更趋向于补充消耗的备份卫星;平均故障间隔时间越长,预期维护总成本越低,但效果逐渐减弱;惩罚成本的提高会导致替换策略固化,预期维护总成本的上升趋势会极大放缓。 展开更多
关键词 卫星星座 备份策略 马尔科夫决策过程 替换方式 维护成本
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面向多专业融合的民用飞机试验数据库的设计与实现
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作者 李鑫洋 冯蕴雯 +3 位作者 李健 路成 解亚军 杨荔 《航空工程进展》 2025年第2期149-159,共11页
民用飞机全生命周期试验数据作为反映试验信息的重要组成部分,对保障型号研制的质量、提高研制效率具有重要作用,但由于其庞大的数据量且涉及多个专业领域,缺乏综合性管理,导致数据资源浪费。为解决上述问题,提出一套基于适航条款的试... 民用飞机全生命周期试验数据作为反映试验信息的重要组成部分,对保障型号研制的质量、提高研制效率具有重要作用,但由于其庞大的数据量且涉及多个专业领域,缺乏综合性管理,导致数据资源浪费。为解决上述问题,提出一套基于适航条款的试验数据管理业务流程,以有效管理多专业民用飞机试验数据,并进一步研究数据库的设计和实施。首先对技术中心研究人员的需求进行调研,综合调研结果进行数据库功能分析;其次结合多专业试验数据存储的具体业务需求及市场上相关数据库开发技术进行架构设计,明确各个试验模块存储内容之间的逻辑关系;然后以飞行模块为例,详细进行数据库模块设计;最后搭建数据库操作界面,验证设计的可行性。本文构建的民用飞机试验数据库可为面向多专业试验数据库的设计提供有益参考。 展开更多
关键词 多专业融合 民用飞机 数据库 系统架构 适航条款
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基于乘员响应的民机典型机身段结构适坠性分析与评估 被引量:6
14
作者 朱鲜飞 冯蕴雯 +1 位作者 薛小锋 朱铮铮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期617-630,共14页
保护乘员的生命安全是飞机适坠性设计的最终目标。为了更为准确的模拟乘员在坠撞过程中的动响应及伤害情况,利用LS-Dyna构建了包含假人及座椅约束系统的机身段坠撞仿真模型,对机身段在垂向撞击速度为9.14 m/s时结构及乘员的动响应进行... 保护乘员的生命安全是飞机适坠性设计的最终目标。为了更为准确的模拟乘员在坠撞过程中的动响应及伤害情况,利用LS-Dyna构建了包含假人及座椅约束系统的机身段坠撞仿真模型,对机身段在垂向撞击速度为9.14 m/s时结构及乘员的动响应进行了详细分析,包括机身结构的吸能特性及破坏模式、舱内设施的系留状况、乘员的运动及伤害情况等,并通过与试验数据的对比验证了坠撞仿真模型的可信性;最后,开展了民机适坠性评估方法研究,通过对相关适航条款、咨询通告及标准的解读和梳理,提出了以生存空间、系留强度、乘员伤害、撤离通道和坠撞后环境为考核指标的民机适坠性综合评估方法。机身段适坠性分析表明,垂直坠撞环境下乘员的伤害模式主要为腰椎和小腿伤害,坠撞过程中乘员腰椎最大压缩载荷为6.78 kN,小腿胫骨最大轴向压缩载荷为7.46 kN;利用提出的适坠性综合评估方法对所构建民机的适坠性进行了系统评估,可知其适坠性较好,除乘员腰椎载荷稍微超出适航规定值而需要进行相应的设计改进之外,其余评估指标皆符合要求。 展开更多
关键词 机身段结构 假人-座椅-约束系统 适坠性分析 适坠性评估 数值仿真
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铝钛复合耳片结构设计及可靠性分析 被引量:5
15
作者 冯蕴雯 张家乐 +2 位作者 薛小锋 钟小平 谢伟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-8,共8页
飞机耳片接头是传递载荷的关键部位,为了提高耳片接头的安全性,在保证满足静强度、疲劳等设计要求的前提下,提出了不同金属材料复合连接耳片结构设计技术。对耳片结构从破损安全设计和寿命可靠性分析方面进行了研究;针对某飞机接头耳片... 飞机耳片接头是传递载荷的关键部位,为了提高耳片接头的安全性,在保证满足静强度、疲劳等设计要求的前提下,提出了不同金属材料复合连接耳片结构设计技术。对耳片结构从破损安全设计和寿命可靠性分析方面进行了研究;针对某飞机接头耳片,基于破损安全设计理念及变形协调设计原则,提出了复合连接耳片的设计方法,并依据所提方法确定了"铝-钛-铝"厚度比例为0.8∶1∶0.8单耳设计方案,进而开展了静力学、损伤容限设计及寿命可靠性分析。结果表明:所提出的铝钛复合耳片结构设计方案可满足静强度和损伤容限要求,且与常规耳片结构对比,复合耳片在质量仅增加4.9%的情况下结构任务寿命失效概率大幅降低。论文所提方法可用于指导复合耳片的结构设计。 展开更多
关键词 复合耳片 破损安全设计 变形协调 可靠性分析 结构设计
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基于多体动力学的尾撬缓冲器动态性能研究 被引量:5
16
作者 冯蕴雯 朱铮铮 +1 位作者 潘文廷 朱鲜飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期271-276,共6页
为了获得民机尾撬缓冲器吸能功量特性,提出了一套结合理论分析、协同仿真及试验验证的系统分析方法。以缓冲器理论分析模型为基础,建立了包含缓冲器动力学和液压系统的协同仿真模型;规划并实施了相应的落震仿真试验,将仿真结果与试验结... 为了获得民机尾撬缓冲器吸能功量特性,提出了一套结合理论分析、协同仿真及试验验证的系统分析方法。以缓冲器理论分析模型为基础,建立了包含缓冲器动力学和液压系统的协同仿真模型;规划并实施了相应的落震仿真试验,将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证了仿真模型的有效性和分析方法的可行性;详细讨论了不同充气压力和投放高度等关键参数对缓冲器动态性能的影响,总结了缓冲器功量、最大行程及最大轴向力随相关参数的变化规律。分析方法和结论可用于指导尾撬缓冲器的设计和选型,对民机的试飞工作具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 民机 尾撬缓冲器 协同仿真 试验验证 动态性能
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考虑维修比例的民机备件多级库存配置研究 被引量:11
17
作者 冯蕴雯 路成 +1 位作者 薛小锋 刘雨昌 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期582-589,共8页
提出了一种考虑维修比例的民机备件多级库存配置方法,将维修比例引入METRIC(multiechelon technique for recoverable item control)模型建立多级库存配置模型,运用边际分析法对模型进行求解进而实现备件多级库存配置。首先,阐述了考虑... 提出了一种考虑维修比例的民机备件多级库存配置方法,将维修比例引入METRIC(multiechelon technique for recoverable item control)模型建立多级库存配置模型,运用边际分析法对模型进行求解进而实现备件多级库存配置。首先,阐述了考虑维修比例的多级库存配置模型的原理,建立了以机队可用度为优化目标、费用和保障率为约束数学模型;然后,论述了基于边际分析法的考虑维修比例影响的情况下多级库存配置模型求解流程;最后,以典型民机起落架航线可更换单元(line repairable units,LRU)为研究对象,在考虑维修比例影响的情况下对其多级库存配置进行研究。算例分析结果表明:在满足优化约束条件的情况下,最小的保障费用为2 759 833美元,机队可用度为0.980 6,并得到此时LRU多级库存配置数量;通过方法比较验证了考虑维修比例的维修资源多级库存配置模型的可行性和有效性。在合理降低成本的前提下,为精确地配置维修资源多级库存优化提供指导。 展开更多
关键词 维修比例 多级库存配置 METRIC模型 边际分析法 民机备件 优化约束 降低成本
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基于Markov过程的冗余系统备件与冗余度联合优化 被引量:11
18
作者 冯蕴雯 刘奎剑 +1 位作者 薛小锋 刘雨昌 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期921-930,共10页
为了合理有效地降低冗余系统全寿命周期费用,同时考虑部件的故障过程、维修周转以及备件的订购补给过程,结合混合准则提出了基于Markov过程的k/n冗余系统可用度模型,实现备件库存配置与冗余度联合优化。首先,通过热备份和冷备份模式下... 为了合理有效地降低冗余系统全寿命周期费用,同时考虑部件的故障过程、维修周转以及备件的订购补给过程,结合混合准则提出了基于Markov过程的k/n冗余系统可用度模型,实现备件库存配置与冗余度联合优化。首先,通过热备份和冷备份模式下的系统故障率和修复率计算公式,建立了使用可用度模型。然后,基于稳态概率计算全寿命周期费用,并运用备件库存配置与冗余度联合优化算法实现模型的求解。最后,通过数值计算验证可用度模型的正确性以及联合优化的有效性。通过数值计算结果表明,所提出的可用度模型是传统模型的有益改进并且具有普适性。联合优化算例结果显示,冗余系统可用度随冗余度或备件库存的增加而得到提升,而当可用度接近1时若要进一步提高可用度将导致费用急剧增长;全寿命周期费用中备件存储费用的所占比例最高,而备件订购费用最低;算例表明,与仅考虑备件库存优化的方法相比,联合优化使全寿命周期费用降低了8.01%。 展开更多
关键词 可用度 备件 冗余度 联合优化 全寿命周期费用 MARKOV过程
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基于机器学习的飞机动力装置运行可靠性 被引量:13
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作者 冯蕴雯 潘维煌 +3 位作者 刘佳奇 路成 薛小锋 冷佳醒 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期388-398,共11页
为了研究分析飞机的动力装置在执行飞行任务过程中的运行可靠性,针对运行可靠性影响因素的多维、耦合的特点,采用机器学习方法对动力装置运行可靠性的时变规律及其相关影响因素进行分析。提出了考虑动力装置的工作状态、飞机的运行外界... 为了研究分析飞机的动力装置在执行飞行任务过程中的运行可靠性,针对运行可靠性影响因素的多维、耦合的特点,采用机器学习方法对动力装置运行可靠性的时变规律及其相关影响因素进行分析。提出了考虑动力装置的工作状态、飞机的运行外界条件、飞机的飞行状态3类因素分析动力装置实时运行状态下的时变可靠性方法;并基于飞机实际运行的快速存取记录器(QAR)数据,梳理了动力装置运行可靠性分析相关的3类因素、16个主要特征。结合飞机运行的时空关系,采用数据包络分析(DEA)方法对飞机动力装置的工作状态特性与性能裕度进行非参数分析,基于提取的QAR数据特征,采用随机森林、多变量神经网络回归算法,建立2种基于机器学习的动力装置运行可靠性分析模型。以B737-800机型为例,对一次北京至珠海的飞行任务的动力装置相关运行数据进行分析,对2种机器学习分析模型进行训练与测试研究。分析结果表明:对动力装置工作状态特性贡献度最大的特征依次为计算空速、飞行时间与飞行高度;对动力装置性能裕度贡献度最大的特征依次为动力装置工作状态特性、雷达气象与飞行时间。所采用的2种机器学习方法能较好反映动力装置运行过程的时变可靠性规律,可为动力装置的运行与特情处理提供参考。 展开更多
关键词 运行可靠性 数据包络分析 随机森林 神经网络 QAR运行数据
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水平冲击条件下不同撞击速度对乘员头部伤害影响分析 被引量:4
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作者 朱鲜飞 冯蕴雯 +1 位作者 薛小锋 朱铮铮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期374-383,共10页
适坠性的本质是研究对人(机组人员和乘客)的保护,而乘员头部伤害在坠撞事故中占有较大的比重。为了研究水平冲击条件下不同撞击速度对乘员头部伤害的影响,提出以乘员损伤等级(Abbreviated Injury Scale,AIS)和乘员伤害风险概率来评价乘... 适坠性的本质是研究对人(机组人员和乘客)的保护,而乘员头部伤害在坠撞事故中占有较大的比重。为了研究水平冲击条件下不同撞击速度对乘员头部伤害的影响,提出以乘员损伤等级(Abbreviated Injury Scale,AIS)和乘员伤害风险概率来评价乘员伤害的综合评估方法,并以典型民机双椅管三联座椅为研究对象,利用LS-Dyna软件构建了假人-座椅-约束系统动力学仿真模型,分析了不同撞击速度(8.0 m/s、10.0 m/s、12.0 m/s、14.0 m/s、16.0 m/s)对乘员头部伤害的影响及伤害发生的阶段、特点等。假人动态响应分析结果表明:在飞机纵向坠撞过程中,乘员有可能受到严重的头部和腿部伤害,乘员头部伤害随着撞击速度的增大而快速增大,乘员伤亡率随着撞击速度的增大而呈指数式增长,乘员腿部运动剧烈,增大了与舱内其他设施碰撞的风险,此外,乘员低头运动幅度、安全带载荷峰值与撞击速度亦成正比关系。因此,当坠撞事故发生时应设法控制水平撞击速度(13.0 m/s时,乘员伤亡率<10%;16.0 m/s时,乘员伤亡率>80%)。 展开更多
关键词 假人-座椅-约束系统 水平冲击 头部伤害 撞击速度 数值仿真
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