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Spall Fault Quantification Method for Flight Control Electromechanical Actuator

Ismail, Mohamed AA und Balaban, Edward und Windelberg, Jens (2022) Spall Fault Quantification Method for Flight Control Electromechanical Actuator. Actuators, 11 (29). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/act11020029. ISSN 2076-0825.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Kurzfassung

Flight control electro-mechanical actuators (EMAs) are among the primary onboard systems that significantly influence the reliability and safety of unmanned aerial vehicles. Recent reliability studies have shown that the ball-screw element of a flight control EMA is subject to oscillating operating conditions that may initiate rapid degradation, such as fatigue spall defects. Accordingly, detecting and quantifying such faults are crucial for developing efficient fault prognostic and remaining useful life estimation capabilities. In this study, a vibration-based fault quantification method is developed to quantify the fatigue faults of a ball-screw mechanism of an EMA. The method is based on identifying the ball passing instants through a localized surface defect on the vibrational jerk rather than the vibrational acceleration measurement. The jerk is numerically determined from conventional accelerometers using a Savitzky–Golay differentiator. This method was successfully tested for ball bearings and it is adjusted in this paper for ball-screw faults. The experimental validation is investigated on a set of fault-seeded samples on NASA’s Ames Research Center Flyable Electro-Mechanical Actuator test stand.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191732/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Spall Fault Quantification Method for Flight Control Electromechanical Actuator
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ismail, Mohamed AAMohamed.Ismail (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2077-0681NICHT SPEZIFIZIERT
Balaban, EdwardEdward.Balaban (at) nasa.govNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Windelberg, JensJens.Windelberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9249-2967NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 Januar 2022
Erschienen in:Actuators
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.3390/act11020029
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2076-0825
Status:veröffentlicht
Stichwörter:flight control surface; Savitzky-Golay differentiator; spall size estimation; rolling contact fatigue; vibrational jerk
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugzeugsysteme
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik
Institut für Flugsystemtechnik > Sichere Systeme und System Engineering
Hinterlegt von: Ismail, Dr. Mohamed AA
Hinterlegt am:19 Jan 2023 14:22
Letzte Änderung:19 Okt 2023 13:54

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