飞机结构强度疲劳试验加速技术研究

在进行飞机结构强度疲劳研究与试验过程中,为缩短研制周期,加快试验进程,根据疲劳损伤理论,推导得到与原载荷谱具有相同损伤的当量化载荷谱和放大应力载荷谱。试验时根据试验件结构与载荷特点,将疲劳载荷谱中加载次数较多、载荷值较小的载荷情况进行等损伤计算,折算为当量化载荷加载次数,应用当量化载荷谱代替原疲劳载荷谱进行疲劳试验加载,并通过放大载荷进一步加速试验进程。试验结果表明通过选择合适的当量化载荷和进行适当的载荷放大可以获得可靠的疲劳试验结果,该疲劳试验加速方法可应用于类似疲劳结构试验中。     

人在环条件下的控制重新分配研究

文章基于IFSTA变稳飞机的非线性模型,提出了对于可控故障的舵面控制重新分配方法。本方法根据故障诊断信息,在预置的解决方案中选择合适的方案,利用可操纵的剩余舵面为飞机提供控制力和力矩,减弱故障对飞行性能和品质的影响。文章进行了数值模拟及人在环试验,试验表明控制重新分配算法在复杂操纵和人在回路环境下也能发挥良好的效果。     

飞机舵机电液伺服系统多余力抑制方法研究

针对飞机舵机电液伺服系统在加载过程中出现易出现加载频宽窄,响应速度慢、稳定性差、加载精度低等问题,采用BP神经网络PID控制与结构不变性原理相结合的控制方法。该方法基于BP神经网络的参数自整定原理调节系统参数,再根据结构不变性原理控制器。仿真结果表明,该控制方法不仅能有效抑制多余力的干扰,而且可以显著提高飞机舵机电液伺服系统的控制性能。     

基于故障树的飞机结构疲劳试验故障分析

全机结构疲劳试验由多种复杂系统组成,包括控制系统,液压系统,加载系统和测量系统等,试验现场参试人员需处理多个型号试验值班工作,试验故障排查难度大且耗费时间长。为了提高故障诊断效率和提高试验可靠性,将故障树分析法应用于疲劳试验故障分析中。故障树分析法是一种评价复杂系统可靠性与安全性的方法[1],通过收集疲劳试验运行过程故障信息,综合分析故障信息,最后建立疲劳试验故障树。对故障树进行定性分析,建立疲劳试验故障事件的最小割集,确定疲劳试验故障事件。针对故障树分析结果,提出疲劳试验过程中预防措施,提高试验运行的可靠性。     

利用逻辑运算与趋势组合提高系统安全保护信号的可靠性

利用布尔运算与趋势组合设定可提高系统安全保护信号的可靠性，从而减小检测装置本体故障时系统误停机的概率。保护设计不仅要考虑本体设备和系统工艺流程，更要考虑检测装置本身的不可靠性而带来的误停机；在保护措施上，不仅要使其能在线试验保护装置本身，同时更要考虑现场检测装置故障时系统本身安全处置的能力。     

基于发电厂发电机变压器差动保护改造的分析

所谓差动保护,就是当电力系统中发生短路故障时,变压器一侧安装的电流互感器就会产生故障电流,该电流与二次回路中的短路电流大小相同,但是相位不同。当该电流向量超过限定值时,断路器保护装置就会自动跳开,起到保护作用。对变压器差动保护装置进行改造,主要目的是避免差动保护误动作,提升保护动作的精准性。文章对变压器差动保护进行概述,分析了差动保护装置改造的具体方法。     

疲劳裂纹扩展试验裂纹图像采集系统

针对目前金属疲劳裂纹扩展检测方法存在效率低、操作繁琐、精度不高,不能实现实时性等缺点,文章提出了基于机器视觉的裂纹检测方法。根据金属疲劳裂纹扩展试验过程中裂纹图像的采集要求,设计了摄像头位置可自动调整的疲劳裂纹图像采集系统,包括摄像头安装运动装置,裂纹图像采集装置以及摄像头运动控制系统。图像采集装置由高分辨率黑白面阵CCD摄像头、光学镜头,光源照明装置和图像采集卡组成,前3者安装在摄像头支架上,与摄像头运动装置相连。摄像头运动装置中的X,Y,Z轴运动机构由步进电机带动滚珠导轨机构。在基于ARM技术的运动控制系统的控制下摄像头可沿X,Y,Z轴作高精度直线运动,实现和试件之间精确位置的调整。实验结果表明,所设计的系统可采集到疲劳裂纹扩展试验过程中高清晰度、高分辨率的试件裂纹图像,满足下一步裂纹尺寸计算的要求;摄像头运动定位精度可达到0.02 mm,满足精确的系统聚焦、位置调整、跟踪采集的要求。     

伺服控制电流信号检测技术研究

飞机结构静力/疲劳试验主要由加载控制系统、液压伺服系统、传感器等部分组成,控制系统输出的阀指令为电流信号,因此称之为伺服控制电流信号,在试验或调试过程中,因人为或意外等原因导致控制系统输出的伺服控制电流信号出现误差、中断、反向等故障,目前是通过交叉排除方式进行排查,即交叉更换伺服控制线缆、伺服阀、控制通道等一一进行排查,高利娃等研制了伺服阀检测灯,但是采用这种方法检测只能检测伺服阀线缆通断以及阀电流极性,无法精确地检测到伺服电流信号的大小,以及流经线缆时的损耗。文章针对以上问题设计了伺服控制电流检测装置,该装置根据控制系统的功率、信号输出范围、传输方式等特点,选择合适的转接插头、航空插座、开关、微型电流表等部件,通过合理的逻辑布局组合实现伺服控制电流的检测,最后通过功能验证以及试验应用表明伺服控制电流信号检测装置设计合理,检测结果准确、可靠、使用安全,大大地降低了试验调试与运行中的排故时间,使试验运行效率大幅度提高。     

某型运输机方向舵结构旋转模态研究

在舵结构的地面模态试验中,非线性因素对测试结果有很大影响。影响舵面的非线性因素也主要表现为间隙非线性。舵面结构由于在测试时往往处于上电上压状态,要求在测试过程中能在短时间内,得到舵面结构的收敛频率。目前最常用的舵面旋转频率测试方法为渐进加力法。然而,这种方法受激振力值及舵面强度的限制,很难在短时间内得到舵面的收敛频率。文章在渐进加力的基础上,采用加预载的方法来克服舵面的间隙,减小了测试过程中的最大力值,避免了舵面强度不够的影响,并且缩短了测试时间,提高了测试效率。     

一种撑杆式约束装置

在全尺寸飞机结构静力/疲劳试验中,对试验件施加的外部载荷在理论上是平衡的。试验机的约束为静定约束,一般选取三个垂向约束,三个水平约束。在前期调试过程中,由于约束方法,设备等原因,会导致航向、侧向约束失效,考核误差,加载点超差保护等问题,为了解决这些问题提出了撑杆式约束试验件的装置,并在试验中得到验证。