航空金属材料拉伸蠕变及持久试验控制系统的研究与实现

论文摘要

涡轮叶片是飞机的“心脏”——航空发动机的重要耐久性部件,其承载能力是发动机先进性和稳定性的关键标志。航空工业技术的进步要求提高发动机推重比等性能指标,导致涡轮叶片所处的温度越来越高,严重威胁发动机的工作安全。叶片长期处于高温恶劣环境,承受机械载荷和热载荷等复杂疲劳破坏,叶片蠕变变形、寿命缩短等问题直接影响发动机的使用寿命,因此,要提高涡轮叶片的可靠性,提高涡轮叶片持久寿命预测的准确性,必须设计科学的持久蠕变试验控制系统,为叶片持久寿命预测提供有效参数,为更可靠、更科学的设计叶片提供依据,从而提高发动机的结构强度。本课题来源于某航空企业冶金处高强室的试验设备实际改造项目,以航空发动机涡轮叶片为研究对象,在深入理解国内外研究现状和相关理论知识的基础上,从理论上探讨了持久寿命预测理论及叶片试样设计方法,构建了包括软硬件结合的持久蠕变试验平台,总体上对该试验控制系统的总体结构和逻辑模型进行分析。简要分析了试样的设计标准,进行了系统需求分析和试验业务流程分析,结合统一建模语言设计提高系统的扩展性和跨平台性,数据库技术的引入便于实现试验相关数据的科学组织和管理。本文详细分析了系统功能需求、数据库结构、硬件控制系统、软件试验系统等内容,在此基础上进行了软件开发与实现。本系统的实际应用佐证了本系统的实用性和设计的科学性,本文关于涡轮叶片的持久性能进行的试验研究和理论分析,以期对航空企业同类单位进行试验提供理论和实践借鉴。本文主要进行了以下几个方面的工作:(1)概述了试样设计方法。(2)基于UML语言分析,提高系统的软件复用性。(3)数据库技术的引入便于实现相关数据的科学组织和管理。(4)软硬件结合的理论构架体现了系统的完整性。(5)对航空金属材料拉伸蠕变及持久试验进行全面研究。本文第一章对选题的背景和国内外研究现状进行概述。第二章讲述了本课题研究的相关理论。第三章概述了本系统的需求分析和业务流程。分析了本系统的静态模型和动态建模。第四章阐述了本系统的设计思想和总体架构。第五章进行了系统功能模块设计和数据库结构设计。第六章对持久蠕变系统进行代码设计和系统测试。第七章对本论文进行总结。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 本课题研究的理论和实际意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究内容和研究思路
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 系统相关理论概述
• 2.1 金属材料拉伸蠕变及持久试验方法GB/T2039-1997 简介
• 2.1.1 试验原理
• 2.1.2 符号、术语及定义
• 2.1.3 金属材料拉伸蠕变及持久试验方法GB
• 2.2 UML（统一建模语言）面向对象分析设计
• 2.2.1 UML（标准建模语言）概述
• 2.2.2 标准建模语言UML 的内容
• 2.2.3 标准建模语言UML 的特点
• 2.2.4 UML 的面向对象分析设计过程
• 2.3 软件体系结构概述
• 2.4 微软SQL SERVER 数据库
• 第三章 金属拉伸蠕变及持久试验控制系统需求分析
• 3.1 系统总体目标分析
• 3.1.1 系统总体功能目标
• 3.1.2 系统分阶段目标
• 3.2 系统可行性分析
• 3.3 系统方案的选择
• 3.4 系统需求分析
• 3.4.1 系统功能性需求
• 3.4.2 系统其它性能需求
• 3.5 航空金属材料拉伸蠕变及持久试验控制系统UML 建模分析
• 3.5.1 系统的静态建模分析
• 3.5.2 系统的动态建模分析
• 3.6 系统业务流程分析
• 3.6.1 试验业务流程
• 3.6.2 参数设置业务流程
• 3.6.3 误差检定业务流程
• 第四章 金属材料拉伸蠕变及持久试验控制系统构成和原理
• 4.1 试验系统原理
• 4.2 试验控制系统原理
• 4.3 蠕变试验测温系统原理
• 4.4 蠕变及持久试验控制系统网络结构
• 第五章 系统详细设计
• 5.1 系统的特点
• 5.2 系统功能模块介绍
• 5.3 系统基本功能设计
• 5.4 系统内部安全机制
• 5.5 试样的设计
• 5.5.1 试件设计尺寸标准
• 5.5.2 试件装炉步骤
• 5.6 系统主界面设计
• 5.7 数据库设计
• 5.7.1 数据库设计过程
• 5.7.2 金属材料高温持久蠕变试验控制系统数据库需求分析
• 5.7.3 数据库的概念结构设计
• 5.7.4 数据库的表结构设计
• 第六章 系统的实现
• 6.1 系统登录
• 6.1.1 系统登录界面概述
• 6.1.2 系统登录代码实现
• 6.2 持久原始记录窗口
• 6.3 数据查询界面
• 6.4 曲线显示界面
• 6.5 蠕变试验曲线界面
• 6.6 系统误差测试界面
• 6.7 报告打印界面
• 6.8 设备控制与通讯的实现
• 6.8.1 系统通讯概述
• 6.8.2 通讯协议与通讯格式概述
• 6.8.3 智能仪表参数写入程序
• 6.8.4 智能仪表温度读取程序
• 6.8.5 温度采集模块读取程序
• 第七章 金属材料高温持久蠕变试验控制系统的系统测试
• 7.1 系统测试概述
• 7.1.1 测试的目的
• 7.1.2 定义
• 7.2 系统测试用例
• 7.3 测试结果概述
• 7.3.1 测试结果总述
• 7.3.2 功能需求测试项详述及测试结果
• 7.4 性能测试结果
• 7.5 兼容性测试结果
• 7.6 兼容性测试结果
• 7.7 评价及总结
• 第八章 结束语
• 8.1 总结评价
• 8.2 存在的问题和改进
• 致谢
• 参考文献