[發明專利]一種直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法

有效

• 申請號: 202011020414.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112179595B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 何丁妮;崔韋;陶憲斌
• 申請（專利權）人: 中國直升機設計研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M13/00;B64F5/60
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

1.一種直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據直升機機身整流罩組件的實際破壞模式，選擇疲勞危險部位設置應變片，并在機身整流罩上設置加速度傳感器；

機身整流罩安裝在斜梁假件上，斜梁假件再通過夾具固定在試驗臺上，通過夾具模擬真實裝機邊界條件；以結構固有頻率、振型以及振動響應的一致性作為動力學邊界條件設計和模擬的首要原則，將機身整流罩的模態前三階振型誤差最小作為設計目標，以其真實的固有頻率作為約束條件，通過改變影響邊界結構剛度和質量特性的參數數值，對機身整流罩組件進行支持邊界模擬，包括：

a.確定斜梁整流罩結構的固有頻率和振型；

b.設計邊界結構參數，建立目標結構模型；

c.求解斜梁整流罩結構的固有頻率和振型，如不滿足要求，則返回b；

d.確定斜梁整流罩結構的振動響應；

e.設計邊界結構參數，建立目標結構模型；

f.求解斜梁整流罩結構的振動響應，如不滿足要求，則返回e；

根據直升機機身整流罩組件在實際使用環境中同時承受高應力水平低周疲勞載荷疊加高頻振動載荷的特點，振動疲勞試驗中采用循環加載的方式，建立振動疲勞試驗載荷譜；其中每個循環包括：振動載荷持續→常規疲勞載荷施加→常規疲勞載荷穩定→常規疲勞載荷卸載→振動載荷持續；

振動疲勞試驗前對機身整流罩組件初始質量進行檢查，同時采用合適的幅值進行掃頻試驗，對試驗件安裝的初始動特性進行檢測；

根據編制的振動疲勞試驗載荷譜進行機身整流罩組件振動疲勞試驗。

2.根據權利要求1所述的直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法，其特征在于，所述振動疲勞試驗中，低周疲勞載荷的確定方法為：

計算機身整流罩全部典型低周疲勞工況下的氣動分布載荷，取最危險載荷進行覆蓋；在機身整流罩表面選取多個對稱均分加載點，將分布載荷折算為加載點的集中載荷。

3.根據權利要求1所述的直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法，其特征在于，所述振動疲勞試驗中，振動載荷的確定方法為：

通過A_T＝A_D/(t/4)^1/6可確定振動載荷的試驗幅值，其中A_T為實際試驗幅值，A_D為規定試驗幅值，t為軸向實際試驗持續時間。

4.根據權利要求1所述的直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法，其特征在于，所述振動疲勞試驗中，試驗載荷調整方法為：

先按確定的振動疲勞載荷譜完成設定次數的循環，振動載荷持續時間共計N小時；循環次數完成后，如果沒有出現裂紋，則對載荷進行調整，將低周疲勞載荷按初級載荷的20％進行升級，并增加循環次數，繼續進行循環試驗；如完成循環后試驗件仍然未破壞，則調整振動峰值，直至試驗件破壞。

5.根據權利要求1所述的直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法，其特征在于，所述振動疲勞試驗中，要求每完成不超過500次循環檢查試驗件的損傷情況，檢查時應先記錄響應的PSD曲線圖再停止激勵，對重點檢查部位合頁安裝組件連接區進行目視和敲擊檢查，同時進行掃頻試驗，記錄并檢測頻率變化。

6.根據權利要求1所述的直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法，其特征在于，所述試驗臺包括所述夾具、加載裝置、水平滑臺以及振動臺；其中，所述夾具固定在水平滑臺上，加載裝置的加載連桿對稱布設在所述機身整流罩的兩側的加載點上，通過振動臺驅動水平滑臺振動，以通過加載連桿對加載點施加振動載荷。

7.根據權利要求1所述的直升機機身整流罩振動疲勞試驗驗證方法，其特征在于，所述疲勞危險部位包括整流罩與機身的連接部位；所述加速度傳感器包括加速度響應傳感器和加速度控制傳感器，加速度響應傳感器在機身整流罩前后端對稱不設，加速度控制傳感器在安裝接頭區域對稱布設。