可靠寿命消耗评估和寿命管理方法

傅惠民， 付越帅， 文歆磊

（北京航空航天大学 小样本技术研究中心， 北京 100191）

0 引言

服役条件下的寿命消耗评估和寿命管理是实现单机监控的主要方法之一，对机电产品的安全、经济使用具有重要意义[1-3]。 目前寿命消耗评估在航空发动机领域已广泛应用， 它通过对航空发动机飞行参数的监控实现关键构件载荷谱分析，并计算其造成的损伤，在此基础上利用线性累积损伤理论进行寿命消耗评估与寿命管理[2，3]。 但是，目前通常用于计算损伤的是中值寿命，其计算得到的损伤有50%的可能性小于关键构件受到的实际损伤，也就是说有50%的可能性关键构件实际的寿命消耗要比评估得到的寿命消耗大，这在工程上偏于危险。 此外，发动机定寿延寿是在高置信水平、高可靠度的要求下开展的，而现有的寿命消耗评估却没有考虑置信水平与可靠度问题，两者相互脱节，所以也就无法进行科学合理的寿命管理。 本文对此进行了深入系统的研究，给出了机电产品高置信水平的可靠损伤、 可靠寿命消耗和剩余可靠寿命百分比及其置信限的计算公式， 建立了一种服役条件下可靠寿命消耗评估和寿命管理新方法，解决了上述难题。

1 可靠损伤和可靠寿命消耗

1.1 可靠损伤

设N 为产品在广义应力水平S（载荷、温度、湿度、载荷谱、环境谱等）下的寿命（循环数、时间等），它是一个随机变量，N50为其中值寿命，即有

从式（1）可以看到，若以1/N50作为单位时间内该产品受到的损伤， 则有一半的产品实际受到的损伤1/N 要大于1/N50，这在工程上偏于危险。……