飞机飞行振动环境实测与处理

振动是影响机载设备使用性能的一种重要因素,严重的振动环境会引起产品结构件的疲劳破坏,设备功能降低,甚至失灵等不良后果。因此,摸清飞机机载设备的振动环境,制订合适的振动试验标准,对于验证与改进产品设计,提高工艺质量,保证产品的可靠性及飞行安全均具有重要意义。     

某型机载悬挂发射装置气管断裂问题分析

针对某型机载悬挂发射装置振动试验气管断裂故障,通过改进产品充气管路结构、优化零件安装支撑方式、改进上接口工装气路模拟接口的结构设计,实现了气路组件振动响应的减小,并经振动试验验证其力学性能满足产品要求。经仿真理论分析计算,改进方案产品振动应力大幅减小,充气功能正常,试验后气密性检查合格,验证了纠正措施的有效性。     

模拟叶片气激及涂层阻尼减振有效性研究

针对航空发动机叶片高阶振动及阻尼涂层减振有效性的试验验证问题,通过构建旋笛式高频气激试验器,对单个非旋转叶片进行气体激振试验研究,同时完成有无涂层阻尼叶片在高频气激下的振动响应对比试验。结果表明：气动激振可以使叶片处于高应力工作状态,施加阻尼涂层是1种有效抑制振动响应的手段;气体激振测频结果与ANSYS计算、振动台测频结果基本吻合,说明气体激振不仅可以完成振动特性试验,而且可以通过调节气压和流量来控制激振力的大小,以此来控制振幅并完成振动疲劳试验     

高频大负载电液振动台的设计理论及实践

在大惯性负荷振动试验的场合,如军工产品中大的结构件及整机的振动和振动疲劳试验,土建和水利系统中的抗地震试验,交通运输系统中的道路摸拟试验等,大多数都采用电液伺服式振动台。在这些使用场合,由于振动台直接承受的惯性负荷大,作动器的油柱谐振频率通常都低于工作频率的上限,因此该类型电液振动台与低频电液台不同,不能照搬电液伺服位置系统的设计理论。本文基于高频大负载电液振动台的工作特点,主要讨论该类型振动台与一般电液振动台设计理论的区别之处。     

基于ARM的嵌入式系统的可靠性强化试验定量分析评估

针对可靠性强化试验难以定量计算产品可靠性指标的问题,采用应力强度模型和数理统计理论,提出一种通过强化试验数据计算产品外场可靠度的工程适用方法。在对某基于ARM微处理器的嵌入式系统进行可靠性强化试验的基础上,采用该方法计算出产品在振动环境条件下的外场可靠度。提出的方法能够对改进产品可靠性起指导作用。     

基于谐响应分析的调节器壳体动态特性研究与改进

针对某型航空燃油泵调节器壳体在正弦振动环境试验时出现的壳体开裂现象，首先借助Ansys Workbench软件建立燃油泵调节器壳体等效振动模型，然后进行谐响应分析，找出壳体振动失效机理，最后对壳体结构进行优化设计。仿真与试验结果表明改进后的结构强度富裕，能够提高产品抗振性能。研究结果可为产品结构动力学设计提供参考。     

精密角振动台的试验研究

精密角振动台是惯性器件的重要测试设备之一。它的研制将为改进常规陀螺和研制挠性陀螺等新型器件提供必要的测试手段,并且将填补我国惯性器件精密角振动测试设备的空白。本文阐述了研制精密角振动台的意义,提出了精密角振动台的主要技术指标,论述了原理方案的选订及其试验论证的结果。这是对精密角振动台原理方案的试验研究的探讨,为精密角振动台的研制奠定了基础。     

航空发动机振动环境谱统计归纳方法及振动试验台复现

为满足航空发动机及机载产品研制过程贴近使用环境的振动考核试验需求,需根据发动机实测振动数据给出振动考核试验所需的输入谱图。依据GJB/Z 126-99中给出的环境测量数据归纳方法,建立了发动机实测振动环境谱统计归纳方法并通过程序实现。利用发动机多架次实测试飞振动数据统计归纳得到发动机测点位置的振动实测谱。基于能量等效及信号频域特征分布一致原则,将归纳得到的实测谱转化为可用于振动台输入的振动环境谱,并在振动台上进行了振动信号的复现试验。结果表明：振动台输出信号与发动机实测振动信号频域分布特征一致,在统计频率带宽范围内振动总量最大相差5.7%,证明了转化方法是合理的,为航空发动机机载设备贴近使用环境的振动考核试验方法提供了真实的输入谱图。     

电磁振动台使用中的几项改进意见

航空仪表、电机、电器产品的振动试验,因目前广泛地采用扫频和提高了振动频率,故电磁振动台成为了优先选用的振动设备。它与机械振动台相比,控制方便,能够实现扫频,振幅大,波形失真小,振动频率高,容易维护,噪声小。但因其有强大的励磁磁场,台面漏磁较大,使一些产品受磁场的影响而不能采用。另外,设计时考虑到台体、弹性元件的谐振阻尼,所以刚度有限,直接承受重量很小,这两个问题的存在,使电磁振动台的应用范围受到了限制。建议采取以下几项改进措施: 一、解决漏磁的方法 1.加装消磁装置建立一个与漏磁磁场相反方向的反磁场,抵消漏磁,余下极小的漏磁,以适应产品的要求。现介绍两个实例。     

飞机管道颗粒碰撞阻尼器设计与试验验证

飞机管道振动超标是严重威胁飞机飞行安全的重要故障,降低飞机管道振动水平,对于提高飞机可靠性和安全性具有重要意义。针对难于施加管道卡箍约束的飞机管道结构的减振问题,设计了一种基于颗粒碰撞阻尼技术的管道减振器。该减振器通过特定的结构设计,在不影响现有管道结构的基础上,很方便地安装到管道上进行减振。其减振原理是基于减振器内部的颗粒碰撞而导致的能量耗散,从而提高管道结构的阻尼效应。因此,将此颗粒碰撞阻尼器安装在振动管道上,在管道发生共振的情况下,管道振动峰值将明显降低。本文基于所设计的管道减振器,利用振动台试验研究了颗粒填充率对减振效果的影响,发现改变阻尼器内部颗粒的填充率,管道的振动随颗粒填充率的增加有先减小后增大的趋势,同时利用EDEM颗粒流仿真软件计算了减振器振动过程中颗粒的能量耗散情况,发现颗粒能量耗散速率最大时所对应的颗粒填充率与试验过程中管道振动加速度降到最低时所对应的颗粒填充率达到了一致,仿真结果与试验结果取得了很好的一致性。最后,将所设计的颗粒阻尼减振器安装在液压动力源管道上进行实际减振试验,测试了在安装减振器前后,试验管道在X、Y、Z三个方向的振动加速度,经过对比分析,发现安装颗粒阻尼减振器后,液压管道的压力脉动频率下的振动水平得到了明显抑制,试验结果充分表明了本文所设计的飞机管道颗粒减振器的有效性和实用性。     

双向顺序耦合法求解动力响应的试验验证

为验证双向顺序耦合法求解的可信性,设计并建立一套气流激振下叶片结构的动力响应试验系统.通过平板叶片振动响应的计算与试验对比分析,验证双向顺序耦合法适用于非共振状态以及共振状态的动力响应求解,数值仿真结果可以准确地反映振动响应的时域变化规律和频域特征.计算求得的振动位移和振动应力具有较好的计算精度,相对误差在40%以内,...     

天舟COMAN多学科设计/仿真集成管理系统——建设复杂产品研发核心能力平台的利器

基于天舟COMAN,用户可以封装集成用于特定专业产品设计/仿真的工具软件,容纳特定专业产品的多学科设计/仿真业务流程,嵌入特定专业产品的设计知识,融合、继承特定专业产品的设计方法和设计理念,从而构造出支持特定产品多学科设计/仿真的专业集成设计环境和研发核心能力平台。     

基于Matlab的飞机起落架着陆动态仿真研究分析

机械系统动态仿真技术是机械产品设计开发的重要辅助手段之一,通过对机械模型进行各种动态性能分析,然后改进机械产品的设计方案.本文对某机型支柱式起落架建立了基于Matlab软件的动态仿真模型,并进行了仿真分析和参数优化设计.结果表明,仿真结果与实验结果吻合,参数优化设计合理.所以,基于Matlab软件的动态仿真是可行的.同时所建立的动态仿真模型也为进一步研究起落架的样机试验奠定了基础.     

叶片振动应力的叶根振动监测法及实现技术

提出一种航空螺旋桨叶片振动应力监测方法—叶根振动监测法,通过监测螺旋桨振动来获得叶根振动激励,建立叶片振动计算传递矩阵模型,并由叶根激励振动计算叶片的振动响应和振动应力,进而实现对叶片振动应力的监测.叶根振动可以通过直接测量或由螺旋桨转子支承机匣监测振动换算获得.最后,通过对比桨叶振动应力的计算结果与飞行试验实测结果验证该方法.结果表明,叶根振动监测法简便、易行,可以进一步应用.      

某大型飞机复合材料壁板工艺仿真及验证技术

热压罐固化成型是制造复合材料的常用方法,固化期间罐内温度分布变化以及模具与复合材料构件之间的热不匹配、柔性模具的低热导率等因素导致制件内部不可避免的产生温度梯度以及残余应力,从而影响材料的使用性能。大尺寸曲面帽型壁板采用复合材料热压罐工艺成型,根据热压罐的工作原理,针对复合材料构件热压罐成型过程中温度场分布和固化变形等问题,进行了仿真分析,通过对比制件温度场分布和固化变形仿真计算结果以及全尺寸零件的实际验证结果,验证了预测方法的正确性。分别利用成型工装和检测型架改进优化以及制造过程优化来控制构件固化变形,使其形状满足产品尺寸的精度要求,证明根据工艺仿真计算结果以及工艺过程改进,可以对大尺寸曲面帽型壁板在制造工艺过程中出现的变形回弹及残余应力水平进行预估和最大限度的减小,实现复合材料结构设计和制造的一体化,提高制件的成型质量。     

航空发动机附件振动夹具等效优化设计

通过分析航空发动机燃油控制系统多管路产品振动试验过程中的故障因素,针对产品受振动环境非线性动态位移作用特点,采用多自由度模型缩聚降阶方案,模拟产品安装在发动机上真实的动力学特性,进行了振动夹具优化设计。试验数据和仿真结果表明,优化后,产品上的响应量值大幅改善,振动试验仿真数据与产品在发动机上实际安装仿真数据变化趋势基本一致,表明基于模型缩聚的振动夹具结构等效优化技术路径合理可行。     

航空发动机钛合金声衬热振响应特性

针对高温振动环境下钛合金声衬动响应变化规律及疲劳失效问题，以仿真分析和试验相结合的方法开展钛合金声衬高温环境下的振动特性研究。研究结果表明：200℃下钛合金声衬1阶固有频率计算结果和试验值吻合较好，误差在8%以内。在40g振动激励下，通过对比仿真结果与试验结果发现速度响应的误差在26%以内，验证了仿真分析方法的可用性与准确性。使用该数值方法计算了热振环境下声衬的应力分布，发现声衬应力最大位置出现在蜂窝芯上，面板的应力水平整体相对较低；随着蜂窝芯高度和厚度的增大，声衬的应力水平会下降，而声衬的应力水平会随着面板厚度得增大而升高；孔径的大小对声衬强度影响可以忽略。     

航空发动机涡轮叶片高温振动疲劳试验的新方法

提出了航空发动机涡轮叶片高温(90 0℃)下振动疲劳试验的一种新方法。该方法对叶片采用电感应加热法加热,振动载荷通过电磁振动台施加;解决了采用电感应加热法加热时的一系列问题,如涡轮叶片加温设备选型、感应圈制作、电磁振动台隔热冷却、夹具设计、高温振动应力测量以及电磁干扰使振动台难以控制;比较了2种叶片温度测量方法的优劣,并列举了应用实例     

航空管路补偿器耐久性计算方法对比分析

本文研究了管路补偿器补偿位移疲劳寿命和耐久振动寿命的有限元分析计算方法。通过对某型管路补偿器有限元仿真计算结果和传统工程计算法计算的结果进行对比分析，研究管路补偿器补偿位移疲劳寿命的有限元计算方法，探索耐久振动寿命的有限元计算流程，并将结果同试验数据对比，以验证其设计方法的计算精度。结果表明，补偿位移的疲劳寿命有限元法的计算精度优于工程设计法；耐久振动寿命有限元法能够给出确定的振动应力分布情况，并预测出耐久振动寿命时间，工程设计法仅能计算出管路补偿器的自振频率，不能明确振动应力和寿命。     

基于等效角振动的光纤陀螺带宽测试方法

光纤陀螺的数字闭环调制解调原理决定了其带宽可以达到几百甚至几千赫 兹,当光纤陀螺带宽大于角振动台最高频率时,采用传统的角振动方法无法准确测试其 带宽。分析了光纤陀螺带宽测试的原理,提出了一种基于等效角振动的光纤陀螺带宽测试 方法,该方法能够满足大带宽光纤陀螺的带宽测试。对同一只光纤陀螺进行了带宽测试的 对比试验,证明所提出的方法与角振动方法的测试结果一致。将该陀螺带宽增大到原带宽 的4 倍后,采用此方法进行带宽测试,测试结果与理论计算值一致。