搅拌摩擦焊航天装备可靠性提升研究
“优秀设计”优胜奖
资助企业:
上海航天设备制造总厂有限公司
资助年份: 2026
企业导师: 刘晓
指导教师: 杜世昌
项目成员: 向贞旭 罗海桐 曾晨 孙欣悦
项目简介
项目概述
本项目面向航天复杂构件制造中搅拌摩擦焊装备可靠性不足、状态感知弱和故障预测难等问题,以上海航天设备制造总厂典型装备为对象,围绕焊接过程、强化试验、整机建模、健康提升和软件平台五个方向开展研究。项目通过FMEA、FTA、有限元仿真、多源信号分析、寿命预测和可靠性建模等方法,建立从关键部件识别、故障特征挖掘、可靠性评估到工程应用展示的完整技术链,为装备稳定运行和焊接质量保障提供支撑。
项目目标
项目目标是构建适用于搅拌摩擦焊装备的可靠性分析评价与健康管理方法体系。首先,识别影响焊接过程稳定性的主轴、传动、支承等关键部件,提取振动、温度、扭矩等多源信号特征;其次,建立焊接过程剩余寿命预测、强化试验可靠性评估和整机可靠性模型,量化装备退化状态、可靠度和MTBF;最后,开发可视化软件平台,实现数据上传、特征分析、模型推理、结果展示和维护决策支持,推动研究结果从论文方法转化为企业可用工具。
项目成果
项目形成了面向搅拌摩擦焊航天装备的系统化可靠性提升成果。研究上,完成关键部件识别、主轴故障特征挖掘、改进Transformer寿命预测、物理信息Transformer—粒子滤波强化试验评估、GO法整机可靠性建模和失效相关性修正;工程上,提出主轴箱体结构健康提升方案,并开发可靠性与健康管理软件模块,实现焊接过程、强化试验、整机可靠性和健康提升结果的可视化展示,为企业预测性维护和质量保障提供依据。





