小子样多源异种不确定信息下基于故障物理的主轴轴承寿命和可靠性评估方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51875089
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0504.机械结构强度学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The spindle bearings are key components of an aero-engine, whose reliability and life are “weak links” for life extension and reliability improvement of nation’s aero-engines. Currently, reliability modeling under small samples, multi-source information fusion and heterogeneity uncertainty quantification, Multi-correlation failure models competition mechanism etc, are key issues need to be broken while conducting aero-engine spindle bearings’ life and reliability evaluation. This proposal planning to study reliability modeling under small samples and reveal time-varying law of quality deterioration of spindle bearings, by combining multi-source information fusion method and accelerated life testing; propose a unified uncertain quantitative method to trace the sources and transmission paths of involved information uncertainties and model uncertainties in life and reliability evaluation of spindle bearing; investigate the correlation of failure mechanism and multi-correlation failure modes competition mechanism, by means of jointing accelerated life testing, physics of failure and statistic based reliability modeling methods, to present, ultimately, a novel probabilistic failure of physical methods and accelerated life testing based spindle bearing life and reliability evaluation method. This proposal takes aero-engine spindle bearings as an example to clear the common key issues when conducting life and reliability evaluation and to provide a suite of novel theoretical and useful practical concepts and universal approaches for life estimation, usage life extension and reliability improvement of bearings.
航空发动机主轴轴承寿命短和可靠性低,是制约我国航空发动机寿命增长与可靠性提高的“薄弱环节”。然而,主轴轴承寿命和可靠性评估面临着小子样下可靠性建模、异种不确定性量化、多源信息融合与多相关模式竞争失效等关键问题亟待突破。本项目将结合多源信息融合技术和多性能加速退化试验,研究小子样下的主轴轴承可靠性建模难题,揭示主轴轴承状态劣化规律;提出囊括信息和模型不确定性的不确定性统一量化方法,追溯主轴轴承寿命和可靠性评估中多种不确定性来源与传递路径;提出将加速寿命试验、故障物理和概率化的系统可靠性建模方法相结合,研究多失效模式相关及竞争机制,最终形成基于加速寿命试验和概率故障物理方法的主轴轴承寿命和可靠性评估方法。本项目以航空发动机主轴轴承为研究对象,探讨轴承寿命和可靠性评估中的共性问题,为轴承寿命预测和可靠性增长提供新思路与普适化方法,具有重要的科学意义和工程价值。

结项摘要

航空发动机主轴轴承是航空发动机的核心部件之一,其安全可靠运行是发动机实现其功能的重要保证和前提。主轴轴承在高温、高速、高DN值、载荷多变、工况复杂的严酷环境下运行,一旦出现故障,将会造成灾难性后果。因此,对主轴轴承进行寿命预测和可靠性分析,对于保证航空发动机安全可靠运行、避免或减少重大事故和灾害发生至关重要,具有重要的理论意义与工程价值,本项目的研究成果为主轴轴承的寿命预测和可靠性评估提供了理论依据。以中国航发哈尔滨轴承有限公司生产的某航空发动机主轴轴承为研究对象,本项目针对其寿命和可靠性评估中小子样和多源异种不确定信息的特征,通过综合利用加速寿命试验方法、故障物理建模方法和多源信息融合技术,研究了复合工况和多失效模式竞争失效下航空发动机主轴轴承基于故障物理的寿命和可靠性评估问题,旨在量化并融合其全寿命周期内小子样、多源异种信息。明确复合工况下主轴轴承多失效模式下的耦合竞争失效行为,提出了面向多模式竞争失效的主轴轴承加速寿命试验方法。研究高置信度下主轴轴承寿命和可靠性评估的故障物理建模技术,建立了耦合多源、异种不确定信息融合与故障物理的主轴轴承寿命和可靠性评估方法。将本项目提出的方法应用于NASA航空发动机轴承剩余寿命预测中,发现融合离线的聚类数据和在线不精确的信息都可以显著提高航空发动机轴承剩余寿命预测精度。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(7)
专利数量(1)
Reliability analysis of rolling bearings considering internal clearance
考虑内部游隙的滚动轴承可靠性分析
  • DOI:
    10.1007/s12206-020-2206-9
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    Journal of Mechanical Science and Technology
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Aodi Yu;Hong-Zhong Huang;He Li;Yan-Feng Li;Song Bai
  • 通讯作者:
    Song Bai
基于ALK-MCS 算法的航空发动机轴承可靠性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    电子科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄洪钟;童辉;邓智铭;钱华明;李彦锋;郭超
  • 通讯作者:
    郭超
A modified nonlinear fatigue damage accumulation model for life prediction of rolling bearing under variable loading conditions
变载荷条件下滚动轴承寿命预测的修正非线性疲劳损伤累积模型
  • DOI:
    10.1111/ffe.13641
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Aodi Yu;Hong-Zhong Huang;Y.F. Li;Wenxian Yang;Zhiming Deng
  • 通讯作者:
    Zhiming Deng
An adaptive hybrid evolutionary algorithm and its application in aeroengine maintenance scheduling problem
自适应混合进化算法及其在航空发动机维修调度问题中的应用
  • DOI:
    10.1007/s00500-021-05647-y
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Soft Computing
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Guo-Zhong Fu;Hong-Zhong Huang;Yan-Feng Li;Jie Zhou
  • 通讯作者:
    Jie Zhou
Reliability estimation for momentum wheel bearings considering frictional heat
考虑摩擦热的动量轮轴承可靠性评估
  • DOI:
    10.17531/ein.2020.1.2
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Eksploatacja I Niezawodnosc-Maintenance and Reliability
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Hong-Zhong Huang;Kang Yu;Tudi Huang;He Li;Hua-Ming Qian
  • 通讯作者:
    Hua-Ming Qian

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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    黄洪钟

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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