[發明專利]一種直升機振動環境譜編制方法

有效

• 申請號: 202011021093.8
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112052527B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 陳英華;李明強;陳浩
• 申請（專利權）人: 中國直升機設計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發明屬于振動環境工程技術領域，公開了一種直升機振動環境譜編制方法,從結構損傷等效和線性疊加的原理出發，并考慮結構壽命試驗的分散性、實測加速度誤差以及線性疊加帶來的可靠性系數，基于實測的振動數據對直升機振動環境譜加速和編制方法進行了推演，給出了一種能客觀反映真實直升機振動環境的加速與編譜方法，可用于機載設備和機體結構在振動環境下的使用壽命評估。

技術領域

本發明屬于振動環境工程技術領域，具體涉及一種直升機振動環境譜編制方法。

背景技術

翼直升機振動環境譜是一種反應直升機上不同位置振動水平的頻率-加速度譜，用于評估機載設備或結構的功能和耐久性，以保障直升機使用過程中設備的正常運行和壽命要求。目前國內直升機的振動環境譜的編制方法大多依據國軍標制定，該標準源自美軍標，其量級相對保守，與國內直升機的實際振動環境差異較大。采用基于該標準編制的振動環境譜進行考核，導致機載設備的重量和成本大幅增加，難以對結構的真實壽命進行評估，不能滿足型號研制和成品研發的需要。因此，迫切需要發展一種基于實測數據的直升機振動環境譜編制方法。

發明內容

本發明的目的：提供一種基于實測數據的直升機振動環境譜編制方法，以解決或至少減輕背景技術中所存在的現有的編譜方法難以真實反應直升機振動環境的問題。

本發明的技術方案：

一種直升機振動環境譜編制方法，包括以下步驟，

步驟一，對直升機全生命周期內的狀態進行劃分；

步驟二，采集直升機全生命周期內的振動加速度值并進行預處理；

步驟三，對預處理后的振動加速度值進行過濾；

步驟四，將過濾后的振動加速度值等效為相對損傷，并累計直升機全生命周期內的各個頻率對應的相對損傷值；

步驟五，根據損傷等效原理計算不同加速比對應的不同頻率成分的等效加速度幅值；

步驟六，在等效加速度幅值基礎上疊加隨機振動譜得到最終的振動環境譜。

進一步，所述步驟一中,根據直升機的所有任務剖面和使用情況，將直升機全生命周期分為N個狀態，不同飛行狀態的時間占比為n_i％；且滿足下式：

進一步，所述步驟二中，按照劃分的飛行狀態采集直升機的振動加速度值；對各個飛行狀態內采集的振動加速度值進行FFT變換得到頻率-加速度曲線，在曲線中確定加速度峰值對應的頻率點f_k，k為峰值個數，

進一步，所述步驟二中,還包括:對每個狀態內的所有加速度峰值對應的頻率點按照頻率進行連續譜分析，得到各個頻率下的時間-加速度曲線，選取最大加速度值作為每個狀態下的典型振動加速度值。

進一步，所述步驟三中，將低于預設的振動加速度閾值g0的典型振動加速度值設為0。

進一步，所述步驟四中,基于線性損傷累計原理，以步驟三中給定的振動加速度閾值g₀和振動加速度閾值對應的損傷次數N₀為基準，計算每個狀態下典型振動加速度值對應的損傷：

其中m＝6，

并通過以下公式對定頻部分的損傷進行修正：

其中，η_Σ為損傷累計可靠性系數，η_Σ＝2；η_σ為交變應力水平可靠性系數，η_σ＝3；η_N為考慮持久性的可靠性系數，取η_N＝4；