运输类旋翼航空器传动系统耐久性试验方法研究

运输类旋翼航空器传动系统耐久性试验的目的是演示旋翼传动系统在规定的限制内具有正常运行的能力,而无因过度磨损产生故障导致危险或因机械载荷造成性能下降。目前国产大型民用直升机并未严格按照适航规章在国内开展过该试验,而国外对该试验详细细节也存在技术封锁,导致经验较为欠缺。同时,由于各型号发动机性能差异,在验证过程中型号之间也存在不同。因此,对大型民用直升机旋翼传动系统耐久性试验符合性验证方法开展研究显得尤为必要。本文首先对适航要求进行了解析,并分析了军用直升机传动系统耐久性试验要求与适航标准的差异,给出了运输类旋翼航空器传动系统耐久性试验适航符合性验证方法,对其中的关键点提出了验证建议。最后,结合国内外相关型号研制经验,对于与适航规章有差异的部分,从安全性的角度给出了建议的替代方法。本文可为我国大型民用直升机的研制提供借鉴。     

现代军用飞机结构耐久性／损伤容限规范要求之理解

在理解《美国国防部飞机结构联合使用规范指南JSSG-2006》以及飞机结构耐久性／损伤容限研究和实践的基础上，简述了军用飞机结构规范中的耐久性／损伤容限设计要求、分析、试验和部队管理的主要内容。     

现代全尺寸军机机体结构耐久性试验要求和方法

对于金属飞机机体结构,开展全尺寸结构耐久性试验主要目的是：验证紧固孔原始疲劳质量控制效果;验证经验寿命是否超过使用寿命,在使用寿命期内是否会出现功能性损伤;为最终给出满足可靠性符合性判据要求的使用寿命（包括飞行小时与飞行次数）提供依据。在探讨全尺寸飞机机体结构耐久性试验原理基础上,形成便于工程实施的耐久性要求和方法。同时涉及在完成耐久性试验的全尺寸机体结构上开展验证民飞机服役日历使用寿命的试验要求和方法。     

关于现代飞机机体结构耐久性试验要求与方法的探讨

飞机机体结构耐久性很大程度上取决于制造过程中所形成的结构细节原始疲劳质量，可以用经济寿命来表征。要求经济寿命超过一倍设计使用寿命，在一倍设计使用寿命期内结构不允许出现功能性损伤。经济寿命必须取得全尺寸飞机机体结构耐久性试验的验证。探讨了全尺寸飞机机体经结构耐久性试验要求和方法，以及保证飞机试验质量的技术措施。耐久性试验和试验结束后拆毁检查与断口金相分析所得的试验数据和试验结论，可作为最终给定飞机机     

飞机结构耐久性要求的新进展

 本文回顾了国内外有关飞机结构耐久性要求的发展情况。重点综述了在新的耐久件要求下,耐久性设计的基本思想、特征、广泛的适用范围、多种设计目标和完整体系。简述了两大类耐久性分析方法和耐久性试验特点、说明了耐久性设计与安全寿命设计和损伤容限设计之间的联系与区别。     

关节轴承的三向加载技术研究

主要研究关节轴承三个方向加载的耐久性试验技术,制订了试验方法,自主研制了一套专用试验装置.在相同试验条件下,通过两家公司具有相同技术要求的关节轴承耐久性试验验证了试验方法和试验装置;测量了试验件的轴向和侧向间隙,获得了试验件的磨损特性.     

缝翼操纵齿轮齿条虚拟弯曲疲劳耐久性分析

飞机缝翼齿轮齿条机构研制时,其齿根弯曲疲劳耐久性要求是结构强度规范的主要内容,实测疲劳分析考虑到运动协调和后期试验验证,设计难度大,研制周期长。在空气动力载荷分析的基础上,采用ANSYS和nCode建立缝翼齿轮齿条机构的虚拟弯曲疲劳耐久性分析模型,分析得出不同表面粗糙度因子下的缝翼齿轮齿条机构虚拟弯曲疲劳寿命数据。结果表明:应用虚拟疲劳耐久性分析方法,可以预估出缝翼齿轮齿条机构的虚拟弯曲疲劳耐寿命,确定合适的表面粗糙度参数;可在试验验证前对不符合结构强度规范的设计进行修正,从而得到最佳设计结果的同时,缩短研制周期。     

直升机尾桨轴疲劳试验技术研究

尾桨轴为直升机传动系统中的关键部件,疲劳破坏为其主要的失效模式。本文结合某直升机尾桨轴的疲劳试验,介绍了疲劳试验设计、试验实施方案设计的工作内容和方法。考虑试验的考核要求,对锥齿面啮合处约束边界进行工程简化,设计了防扭结构。将试验载荷分解到作动器上进行协调加载,实现旋转弯矩和剪力绕尾桨轴轴线的旋转,模拟了真实载荷的传递和分布。根据飞行谱和使用载荷确定低周疲劳载荷谱,并给出了既满足加载要求,又易于实现的加载方法。     

基于AFAS 软件的机翼壁板耐久性分析及试验验证

随着航空工业的发展,对机翼壁板耐久性分析的精确性及计算速度的要求日益提高,必须考虑从手工计算到程序计算的转变。飞机结构耐久性分析软件系统(AFAS)是为了满足飞机结构耐久性分析的工程实际使用要求而编制的。本文介绍采用该软件中包含的DFR方法计算程序对机翼壁板结构进行耐久性分析的过程,并进行试验验证,分析得到的机翼壁板结构具有95%置信度、95%可靠度的可靠性寿命与试验统计结果非常相近,证明AFAS是一个可以进行耐久性分析的快速准确的计算工具。     

军用飞机结构耐久性严重谱编制与应用研究进展

耐久性载荷谱是进行飞机结构耐久性设计、分析和试验的前提,是飞机结构耐久性研究的核心问题之一。美国空、海军联合使用规范指南JSSG-2006和中国国军标GJB 67.6A-2008均建议采用“耐久性严重谱”进行飞机结构定延寿,严重谱具有诸多优点,是目前国内外载荷谱编制研究的热点。本文以标准、规范要求为指引,以服务型号研制为目标,对国内外军用飞机结构耐久性严重谱编制和应用技术现状进行了系统总结。首先,阐述了严重谱的概念,总结了国内外军用飞机结构定延寿采用的2类载荷谱和分散系数取值,介绍了严重谱严重程度确定方法研究现状;然后,概述了国内外提出和发展的严重谱编制方法及耐久性严重谱在型号定延寿中的应用;最后,指出了当前严重谱编制与应用技术的难点和发展趋势,为严重谱编制与应用技术的发展提供参考。     

基于灰色估计和多项式变异理论的附件传动系统在随机载荷作用下的疲劳寿命预测

针对航空发动机附件传动系统在随机疲劳载荷作用下的寿命预测问题,提出了综合灰色估计和多项式变异理论的疲劳寿命预测方法。运用灰色模型和多项式变异理论,得到二维载荷谱及等幅疲劳中值曲面。以平行轴-齿轮传动结构为例,基于Miner疲劳累积损伤理论,危险点的疲劳中值寿命计算值约为135×107次。验证试验中采用等效应力状态的40Cr标准试件,工艺流程依据GB3077-82可满足航空传动轴强度要求。定时截尾寿命试验的样本容量是45,试验样本寿命的均值约为142×107次,结构疲劳中值寿命的试验值略高于计算值,证明该计算方法是可靠并偏于保守的,为提升附件传动系统疲劳寿命提供理论参考和数据基础。     

航空发动机可靠性试验方法研究

在分析航空发动机相关标准的基础上,对发动机在研制过程中零部件和整机试车、试飞项目及其考核目的进行研究。对试验进行了分类,提出了开展极限/强化试验的必要性;以故障模式及失效机理分析为依据,阐述了发动机在研制过程中成附件可靠性极限/强化试验的方法、应用原则及效果,并针对高周疲劳、性能稳定性和耐久性等考核重点梳理了整机可靠性试验的条件和载荷设计要求,提出了整机可靠性试验载荷谱选用建议。     

复合材料盒段静力,耐久性和损伤容限一体化试验研究

本文通过某军机机翼整体油箱盒段在国内首次成功地完成了静力、耐久性和损伤容限一体化试验,给出了一整套符合结构完整性大纲要求的验证技术和工程上实用的试验程序;探索了试件上预制模拟各种低速冲击的人工损伤对复合材料结构静力、耐久性和损伤害限特性的影响程度;证实了用加重谱进行复合材料结构耐久性和损伤容限试验是解决复合材料疲劳分散性的有效技术途径;证明了复合材料盒段在引入冲击损伤后用加重谱进行耐久性试验,其密封功能仍满足国军标要求;验证了以冲击压缩破坏曲线的门槛值为基础确定设计许用应变值进行设计的复合材料结构具有“静力覆盖疲劳”和“损伤不扩展”特性。同时指出了该设计思想的保守性和局限性,提出了更新上述设计思想的研究方向。     

直升机机载设备飞行振动环境试验条件设计

本文以某杌飞行实测数据处理结果为例,根据通用标准,给出了剪裁设计机载设备振动耐久性试验条件的方法。文中对环境振动谱中的宽带随机分量采用通用标准的规定;对简谐分量给出了频率选定和量值设计的具体方法。其结果使试验程序简便,试验时间和量值较通用试验条件合理。     

提高飞机发动机耐久性和可靠性的途径

飞机发动机耐久性和可靠性问题的特征之一是具有综合性和多重性。为提高飞机发动机的耐久性和可靠性,降低成本和降低故障率,应在设计阶段和加工制造阶段保证其固有耐久性和可靠性;通过大量的零部件试验、地面整机试验以及飞行试验来验证其耐久性和可靠性;在使用及维护过程中,保持其固有耐久性和可靠性。     

客车的CRUISE动力传动系统仿真模型评价分析

客车动力传动系统参数的匹配是客车的关键设计内容之一,主要包括发动机、变速器,主减速器之间的组合,不同的组合会有不同的动力性和燃油经济性。通过CRUISE仿真软件建立了客车整车的动力传动系统仿真模型,模拟计算出客车的动力性和燃油经济性指标值,同时依据国标对客车进行了道路试验,测得客车在实际道路的动力性和燃油经济性指标值,对比模拟计算和试验值,验证了CRUISE所建立的客车仿真模型是可靠的,且具有较高精度。     

基于飞行试验的直升机传动系统疲劳损伤及安全寿命评估

直升机传动系统采用安全设计准则进行疲劳设计,其疲劳损伤及安全寿命评估对直升机飞行试验尤为重要。通过对四参数S-N曲线方程及平均S-N曲线缩减至安全S-N曲线的方法和流程及等寿命曲线对平均载荷修正等内容阐述,以传动系统中的旋翼轴和尾减机匣为例,通过Miner线性损伤累计理论及飞行实测载荷谱;计算给出其每百小时损伤和安全寿命评估结果。     

技术进步对发动机试验设备建设的要求

描述了发动机技术进步对发动机试验能力和试验设备建设的要求。介绍了在不同历史阶段为满足性能、适用性和耐久性试验而建设的典型试验设备。最后，分析了发动机试验要求和设备建设的发展趋势以及改善测试设备的重要性。并指出，数值仿真技术的发展可以大双减少试验工作量，但对试验技术和试验设备提出了更高的要求。     

直升机传动系统疲劳定寿技术

通过对直升机传动系统关重件疲劳设计中各个工作项目的研究,论述了传动系统关重件疲劳设计方法,提出了一种传动系统齿轮疲劳评定的工作流程;通过对传动系统翻修间隔期(TBO)和外场放飞寿命的分析,提出了一种用于直升机传动系统全寿命期内的疲劳定寿技术,同时列出了定寿的基本内容和工作流程,对直升机传动系统的研制、使用、维护和定寿均有一定的理论指导和工程实践意义.      

关于实现CCAR-23部疲劳评定要求的设计准则与验证符合性的试验方法

在概述新版CCAR-23部疲劳评定要求的基础上，对实现评定要求的设计准则与验证评定要求符合性的试验方法作了探讨。明确了评定要求不是针对定寿，而是用于保证安全，但必须在定寿基础上开展评定。对涉及飞枳．机．体与起落架结构的安全寿命设计、疲劳设计及耐久性设计准则，疲劳试验、耐久性试验及裂纹扩展寿命与剩余强度试验方法作了论述。同时，对疲劳寿命分散系数的确定作了说明。可供新型飞机研制开展疲劳评定参考，并为制定全尺寸飞机机体与起落架结构试验方案提供理论依据。