[發明專利]一種大型飛機機翼液壓管路彎曲疲勞試驗方法

有效

• 申請號: 201310034061.5
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103969127B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 李昆;李振水;盛英
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明屬于液壓系統試驗技術，特別是涉及一種液壓管路彎曲疲勞試驗方法。

背景技術

由于國內之前沒有大型飛機研制先例，對于此問題認識不足，所以，到目前為止，還沒有專門針對大型飛機機翼液壓管路彎曲疲勞試驗的方法。

目前，國內針對液壓管路彎曲疲勞試驗方法只有HB6442-1990可供參考。在HB6442中規定，采用的管路被試件為等長度的直管段，兩端安裝有平管嘴、外套螺母，采用對直管試件進行規定次數、規定應力水平的彎曲疲勞試驗。這種方法能夠對管材和管路接頭處的應力水平進行試驗驗證，但存在明顯的不足：飛機上安裝的液壓管路，由于其具體覆轍位置，各段管路都會有不同程度的彎曲，管長也各不相同。特別在機翼上，由于需要考慮由于機翼結構變形的補償量，同時考慮機翼走向，在機翼上安裝的液壓管路都呈現彎曲狀。而在管路彎曲部分，會出現應力集中現象，當應力集中不明顯時，對管路的影響不明顯，而當應力集中明顯后，隨著機翼結構的不停運動，應力集中影響會逐步顯現，在應力集中區管路會出現應力裂紋。由于HB6442只適用于標準直管段被試件，無法對機翼上各種彎曲形狀的液壓管路彎曲應力狀況進行試驗驗證，因此，使用HB6442無法對機翼液壓管路的彎曲疲勞特性進行試驗驗證。

發明內容

本發明的目的：

存在于飛機液壓管路“跑冒滴漏”問題由來已久，隨著飛機飛行時間的不斷累積，管路應力逐步增大，在液壓管接頭、接管嘴等處會隨著疲勞應力的逐步增大而出現油液的滲漏，在管路彎曲處，會逐漸出現疲勞裂紋，最終造成管路破裂。在某型號飛機研制過程中，由于其翼展較以往飛行有明顯增大，導致液壓管路在飛機飛行過程中變形明顯，彎曲應力有明顯增大。同時，整機要求液壓系統可靠性指標又很高，所以，在飛機設計過程中，必須要對機上液壓管路的彎曲疲勞問題進行研究，針對機上管路的實際設計方案，完成相關驗證試驗。

本發明的技術方案：

一種大型飛機機翼液壓管路彎曲疲勞試驗方法，本方法包括以下步驟：

1）根據大型飛機機翼在地面停放狀態，確定出翼尖出現的最大下垂位移量；根據飛機飛行狀態，確定出飛行過程中翼尖出現的最大上翹量；根據機翼在氣流中所產生的顫振狀態，確定翼尖的顫振位移和頻率；

2）在三維設計軟件中，建立機翼結構模擬件三維數模，再將數模導入應力分析軟件中，向數模施加外力使其出現實際機翼的最大下垂位移量、最大上翹量、翼尖的顫振位移和頻率，通過網格劃分，對數模在運動過程中各個點處的彎曲應力進行計算，驗證高應力集中區應力值是否超出了材料的許用極限，若超出，則必須通過更改設計或更換材料，使其應力值小于材料變形許用極限值；

3）在彎曲應力滿足設計要求后，加工機翼結構模擬件，并在模擬件上，按照真實機翼上管路的安裝方式和走向，安裝液壓管路，管路安裝完畢后，一端堵死，通過另一端將管路內部壓力升高至工作壓力，隨后用自封接頭保持壓力；

4）采用地面加載系統，將加載系統與機翼模擬件最外側相連，通過加載系統驅動機翼模擬件上下運動和顫振；

5）通過設置規定次數的試驗來模擬飛機的飛行次數，若在規定次數試驗之后，管路內部壓力不降低，則說明管路設計完好，滿足使用要求，否則則說明管路系統出現應力問題，需逐段對管路完好性進行分析。

本發明的有益效果是：

與HB6442相比，使用本發明，被試管路全為根據實際飛機機翼液壓管路相同的彎曲管路，實現同時對管接頭和彎曲管路的應力集中問題進行試驗驗證，更加符合于實際情況。

本發明采用加工機翼地面模擬件來模擬機翼的運動，無需加工整個機翼翼盒結構，節省經費。

附圖說明

圖1本發明試驗時的安裝示意圖，其中，1為機翼結構模擬件安裝臺，2為機翼結構模擬件，3為地面加載系統。

具體實施方式

1）根據大型飛機機翼在地面停放狀態，確定出翼尖出現的最大下垂位移量；根據飛機飛行狀態，確定出飛行過程中翼尖出現的最大上翹量；根據機翼在氣流中所產生的顫振狀態，確定翼尖的顫振位移和頻率；

2）在三維設計軟件中，建立機翼結構模擬件三維數模，再將數模導入應力分析軟件中，向數模施加外力使其出現實際機翼的最大下垂位移量、最大上翹量、翼尖的顫振位移和頻率，通過網格劃分，對數模在運動過程中各個點處的彎曲應力進行計算，驗證高應力集中區應力值是否超出了材料的許用極限，若超出，則必須通過更改設計或更換材料，使其應力值小于材料變形許用極限值；

所述的三維設計軟件可為：CATIA；