气门磨损失效分析专家系统知识库的构建与推理研究

气门磨损失效分析专家系统知识库的构建与推理研究

赵运才
(1. 中南大学机电工程学院　湖南长沙410083; 2. 江西理工大学机电工程学院　江西赣州341000)
摘要: 在讨论气门磨损失效形式和影响因素的基础上, 建立了发动机气门磨损失效分析专家系统的知识库, 提出了气门磨损失效分析专家系统的知识库结构———树状结构、知识获取与表示方法, 给出了采用数据库技术构造的知识库体系与推理机制。在气门磨损失效分析专家系统中, 要提高产生式系统的可理解性, 应当通过对规则的适当划分, 将规则组织成易于管理的功能模块。将故障树分析法和基于产生式规则的失效诊断专家系统有机地结合起来, 能很好的解决基于产生式规则的专家系统最突出的弱点, 即知识获取难的问题。为了更快、更准寻找到气门磨损失效的影响因素, 采用最好优先搜索法。
关键词: 气门; 磨损失效; 知识库; 推理机制
中图分类号: TQ17111　文献标识码: A　文章编号: 0254 – 0150 (2006) 10 – 033 – 3

Abstract:Based on discussing the wearing failure form of valve and the influence factors, the knowledge base of expert
system for wearing failure analysis of valve in engine was established. The structure of knowledge base of expert system for
wearing failure analysis of valve was put forward, including tree2structure, knowledge acquisition and rep resentation method, the technology of date base was adop ted to build the knowledge base system and reasoningmechanism in the expert system for wearing failure analysis of valve. The tactics of best2first search was used to quickly and p recisely search influence factors ofwearing failure of valve. In order to raise the comp rehension of p roduction system, rules should be p roperly divided and be organized to function modelwhich is easilymanaged. Fault tree2analysis is combined with expert system for fault diagnosis based on p roduction rules,which can well solve the p rominent deficiency which is the p roblem of knowledge acquisition of expert system based on p roduction rules.
Keywords: valve; wear failure; knowledge base; reasoning mechanism

发动机气门是影响发动机可靠性、安全性的关键零部件之一, 其工作条件十分恶劣, 除承受高温燃气的腐蚀外, 还要承受气缸内的爆发压力、气门弹簧作用下的落座力、堆焊层的热箍力、阀盘的热应力的综合作用, 同时还缺乏必要的润滑, 其主要失效形式是磨损。由于磨损和损坏直接影响发动机的输出功率、
工作性能和服役寿命, 因此深入研究发动机气门2门座副的摩擦磨损特性, 正确确定其磨损失效影响因
素, 从而指导气门2门座副的优化设计是很有必要的。传统的方法是根据气门失效零件表象分析、裂纹分
析、成分分析以及应力分析, 运用摩擦学的基本原理和个人工作经验确定气门的磨损失效影响因素, 然而, 由于气门的磨损失效实际上是一个动态的复杂系统, 涉及失效因素的广泛性, 失效内容的交叉性[ 1 – 2 ] , 如何对大量观察、测试而获得的数据进行综
合分析, 从众多的潜在因素中找出失效的根本原因,仅仅基于常规的摩擦学原理和个人工作经验难以获得
准确的气门的磨损失效影响因素。专家系统作为一种基于知识的智能系统, 自20世纪80年代初期进入商业应用以来, 得到巨大发展。今天, 它已被广泛应用到产品设计、复杂工业生产过程控制、工程、商业以及其它领域。鉴于它所表现出来的在层次结构、控制方法、知识表达上的灵活性, 在故障诊断分析、零件失效分析等方面得到了成功的应用。