复合材料垂尾应变测试技术研究

应变电测法是飞机飞行载荷测试最常用的方法之一,本文研究了纤维增强层合复合材料垂尾的飞行载荷应变电测方法。首先建立复合材料垂尾有限元模型,计算了在均布载荷下垂尾表面应变分布。然后根据有限元仿真应变分布结果,避开应力集中部位选取应变片粘贴位置,设计载荷测试电桥,利用载荷标定试验可测得垂尾的飞行载荷。最后对相同层数不同铺层顺序的垂尾模型进行计算,对应变片粘贴位置的表面应变进行细观分析和比较,分析了铺层顺序对表面应变的影响。计算结果表明,表层铺层角度对应变测试结果有较大影响,复合材料结构应变测试时应考虑结构的铺层顺序,而在载荷测试时选取线性应变区则可不考虑该影响。     

飞机主动式余度作动舵面铰链力矩飞行测量方法

现代飞机舵面大多采用主动式余度作动系统。这种系统固有的力纷争现象,导致传统的基于原位载荷校准试验的飞机结构载荷测量方法,不再适用于现代飞机操纵舵面铰链力矩飞行测量。提出了一种基于离位载荷校准试验和原位载荷验证试验的飞机舵面铰链力矩测量方法,建立了相应的载荷测量模型,分析确定了铰链力矩测量精准度的影响因素,给出了可能引起的系统误差的验证和修正方法,形成了主动式余度作动舵面铰链力矩飞行测量流程。通过多型飞机舵面铰链力矩测量试飞,验证了该方法的可行性和有效性;提高了飞机舵面铰链力矩测量的精准度,为飞机舵面设计载荷验证与优化提供了可靠的实测载荷;得到了飞机舵面各作动机构的载荷分配,实现了飞机舵面作动系统力纷争的飞行监测,确保了飞行安全。     

复合材料垂尾表面应变计粘贴技术

应变电测法是飞机飞行载荷测试最常用的方法之一。研究了纤维增强层合复合材料垂尾的飞行载荷应变电测方法。首先建立复合材料垂尾有限元模型,计算了在均布载荷下垂尾表面应变分布。然后根据有限元仿真应变分布结果,避开应力集中部位选取应变片粘贴位置,设计载荷测试电桥,利用载荷标定试验可测得垂尾的飞行载荷。最后对相同层数不同铺层顺序的垂尾模型进行计算,对应变片粘贴位置的表面应变进行细观分析和比较,分析了铺层顺序对表面应变的影响。计算结果表明,表层铺层角度对应变测试结果有较大影响,复合材料结构应变测试时应考虑结构的铺层顺序;而在载荷测试时,选取线性应变区则可不考虑该影响。     

变压心飞行载荷校准试验方法研究

校准试验是应变电桥法测量飞行载荷的关键环节。为模拟真实飞行时气动载荷压心随飞机机动而连续变化的特性，提出一种可变压心的载荷校准试验方法，对全机平衡和约束载荷进行计算分析，利用多点协调加载系统应用于某型飞机的机翼载荷校准试验。使用变压心加载工况对载荷模型进行验证，明确压心变化引起的误差，通过调整建模工况的压心分布对模型进行优化，机翼根剖面弯矩载荷模型适用范围为17%～90%,模型精度由5.54%提高到2.36%。优化后的载荷模型测得的纵向机动飞行载荷左、右机翼对称，压心变化在验证范围内，测量结果合理可靠。     

一种基于检验载荷的自动选电桥方法

电桥选择在飞机结构载荷应变计测量方法中占有重要地位,直接关系着载荷测量的准确性。给出一种基于检验载荷的电桥选择方法,并将之应用于起落架载荷校准的应变计选择,并对其结果进行了分析。结果表明:该方法不但具有计算机自动选电桥的优点,而且还可保证所选载荷方程的精度;随着所选电桥个数的增多,预测误差有先减小,然后趋于平缓,最后增大的变化趋势。     

北京地铁受流臂动应力测试中的热输出分析

应变计是用应变电阻效应测量应变的。在测量过程中,环境温度可以从多个方面影响应变计的输出。本文探讨了在北京地铁受流臂动应力实验中,由于温度变化,测量应变计和补偿应变计贴在不同材料上所引起的测量误差,得出了此次实验中热输出的表达式,并可以作为类似动应力实验中热输出分析的参考。分析结果表明,此次实验中应变计的热输出与变温、被测试样线膨胀系数、补偿块线膨胀系数、应变计灵敏系数有关。     

直升机飞行状态下传动系统载荷测试研究

直升机飞行状态下传动系统载荷测量是一种新的测试课题。本文从当前实际情况出发,采用飞行测量的传统方法-应变电测来解决该问题,这是一次大胆的尝试。首先,介绍了应变电测技术。包括应变片工作原理、全桥测量电路、应变片的贴片位置确定等内容;其次,介绍了标定方法及过程。最后,介绍了标定时采用多元回归分析方法得到标定结果满足飞行试验要求;同时对飞行试验实测载荷数据进行了分析及处理,并与XXX传动系统飞行载荷结果进行对比。试验结果表明应变电测方法应用于传动系统测量是可行的,结果是可信的;同时本文提出的传动系统载荷数据处理方法也是合理的,编写的FORTRAN程序也是正确的。     

基于静气弹修正的亚音速大展弦比 飞机疲劳载荷计算研究

本文介绍了一种基于静气弹修正的亚音速大展弦比飞机飞行情况疲劳载荷计算方法,该方法以线弹性变形理论为基础,采用了改进的二元升力线理论计算了翼面的气动力,并在风洞试验数据的基础上计算了刚性飞机压力分布的刚性影响,同时借助于线叠加原理对飞机各部件载荷分布加以确定。通过飞机载荷谱飞行实测数据以验证载荷计算结果,证明本文所使用疲劳载荷计算方法有着相对的高精确度。     

舰载飞机着舰撞击载荷实测技术研究

针对国内飞机起落架载荷测量中普遍存在的静标动测问题,从理论和机理上分析了静标定的应变法实测动态载荷存在问题的原因。同时,考虑到舰载飞机因定点着舰方式遭受严重的动态载荷,重点研究了舰载飞机着舰撞击载荷的静标动测问题。通过动态落震试验模拟飞机着舰过程,根据测力平台的实测载荷分析,获取了应变法实测载荷精度受动态影响的程度,提出一种改进的惯性修正方法,即:通过落震试验数据辨识质量矩阵,通过辨识的质量矩阵和实测加速度修正应变法的实测载荷。试验结果表明,改进的惯性修正方法进一步提高了垂向载荷的测量精度,显著提高了航向和侧向载荷的实测精度。     

某次地铁受流臂动应力测试中的热输出分析

应变计是用应变电阻效应测量应变的.在测量过程中,环境温度可以从多个方面影响应变计的输出.探讨了在某次地铁受流臂动应力实验中,由于温度变化,测量应变计和补偿应变计贴在不同材料上所引起的测量误差,得出了此次实验中热输出的表达式.并可以作为类似动应力实验中热输出分析的参考.分析结果表明,此次实验中应变计的热输出与变温、被测试样线膨胀系数、补偿块线膨胀系数、应变计灵敏系数有关.     

大展弦比飞机机翼弯曲变形分析和测试方法

将大展弦比飞机机翼简化为变截面悬臂梁结构。基于线性叠加原理,将变截面梁划分为n段,推导出梁挠度的计算方程。根据机翼实际尺寸,并考虑机翼自重和外挂载荷建立变截面梁模型,将梁划分为5段、10段、20段计算梁的挠度。利用ANSYS有限元软件中几何非线性迭代方法,分析变截面梁受均布载荷时的变形。理论计算结果和有限元仿真结果吻合,验证了该计算方法的有效性。为计算大展弦比飞机实际飞行过程中机翼实时弯曲变形,在机翼上布置应变计并进行地面标定试验,得到载荷与应变之间的关系方程和机翼各段的弯曲刚度。通过采集飞行实测应变数据,结合标定方程将机翼各测试切面应变-时间历程转化为载荷-时间历程,再利用挠度计算方程计算机翼的实时弯曲变形情况。为大展弦比飞机飞行过程中机翼变形测试提供了一种工程测试途径。     

有限元模拟电桥的直升机旋翼轴拉力与扭矩测量方法

为了精确地测得直升机飞行过程中旋翼轴的拉力及扭矩,通过有限元计算,模拟了现有直升机旋翼轴拉力测量中惠斯通电桥的输出,研究了旋翼轴现有测量方式中各向载荷对电桥输出的影响,分析了旋翼轴拉力、扭矩与各向载荷的耦合情况。结果表明,现有的旋翼轴拉力及扭矩测量的误差,主要来源于直升机飞行过程中俯仰力矩、滚转力矩传递到旋翼轴上的侧向弯矩的影响;通过耦合分析,给出了一种新的旋翼轴拉力及扭矩测量的组桥方式,并通过有限元模拟计算,验证了新方式的可行性。研究结果为后续直升机旋翼轴拉力及扭矩飞行测量提供了一种新的方法。     

对称机动机翼飞行载荷处理方法研究

开展精确的飞行载荷测量方法研究以及深入分析获得结构受载规律,对于飞机结构设计及其改进具有非常重要的意义。基于此,本文介绍了一种机翼飞行载荷数据处理方法,通过该方法可计算获得整个飞行包线内的结构载荷规律,同时以某型飞机机翼飞行载荷实测结果对该方法进行了验证,并对其应用结果进行了探讨。     

基于实测应变的典型热防护结构位移场实时重构

为了保证使役环境下高速飞行器结构的安全性,以高速飞行器典型热防护结构为对象,对其实时变形重构方法进行研究.将分布式光纤光栅应变测量技术与基于改进Ko位移理论的重构算法相结合,实现了基于实测应变数据的结构全场位移重构和演示.以四点弯加载工况下的典型热防护结构位移场重构为例,开展了数值仿真研究,验证了算法的精度;并进一步开展了典型热防护结构的四点弯试验,结合MATLAB程序和LabVIEW数据采集系统,实现了变载荷工况下结构底部金属板位移场的实时重构演示,并利用局部测点的实测位移验证了重构位移场的精度.试验结果表明:在非固支工况下,改进Ko位移理论能够重构出典型热防护结构全场位移,验证了基于改进Ko位移理论的重构算法在非固支工况下结构变形实时重构研究中的有效性和准确性.     

发动机推力销载荷测量中的温度修正方法研究

以某航空发动机推力销载荷测量项目为背景,介绍了基于RTD的推力销表面温度测量方法。通过温度试验获得温度对应变桥输出的影响曲线,然后结合发动机车台试验对推力销温度进行了实时测量。根据推力销环境温度试验和载荷标定试验,得到推力销测量载荷的温度修正,表明温度对测量结果的影响。     

后掠机翼跨音速静气动弹性特性研究

后掠机翼在飞行过程中受气动载荷影响,其机翼将产生弯曲和扭转变形,这种弹性变形严重影响飞机性能和飞行安全,不能将此种机翼当作传统的刚性机翼加以弹性修正的方法进行分析。针对这种弹性后掠机翼,应用发展的非结构动网格生成方法,以Euler方程为控制方程,耦合结构静平衡方程,采用结构影响系数法,对中等展弦比、大展弦比后掠机翼的气动力载荷和结构变形进行了求解,并对结果进行了分析。     

某型加油区域照明灯底座断裂故障的研究与改进

某型加油区域照明灯属于飞机照明系统,在飞机夜航飞行时,提供加油区域的照明,用于搜索加油机.本论述对该型飞机配装的加油区域照明灯数量、安装部位和重要性进行了简要介绍,阐述了该型照明灯的组成及工作原理,针对在使用过程中出现的底座断裂故障,从制造缺陷、结构强度、疲劳载荷、气动载荷四个方面对底座结构强度进行了详细分析,并针对结构上的薄弱环节从材料和结构设计两个方面进行了强度增强设计,经过仿真试验、静强度试验、环境试验和试飞验证后,解决了底座断裂问题,消除了对飞机使用和安全的影响,目前质量稳定,使用良好.     

一种飞机结构变形测量的新方法

快速准确的完成对飞机结构变形测量是飞机载荷强度飞行试验课目的关键。首先对飞机结构变形测量方法的基本原理及关键数学模型进行了阐述;其次介绍了采用多站拼接进行坐标系的统一,在测量过程中由飞机机体原始坐标数据反算其在当前测站中的极坐标数据,驱动全站仪自动锁定待测点,以减少人工干预的新方法;最后在飞行试验相关课目进行了应用,通过数据分析计算,结果表明,该方法得到的数据精度符合要求,减少了人为干预,提高了效率。     

考虑应变率效应的结构响应相似律的研究

基于量纲分析方法,讨论了冲击载荷条件下应变率效应对结构响应相似律的影响,提出速度修正方法来缩小由于应变率效应而导致的变形不相似现象.进行反弹道Taylor碰撞模型试验和原型试验,利用速度修正方法指导反弹道Taylor碰撞修正模型试验,并与原型和模型试验结果进行对比.结果表明,本文方法可有效改善材料应变率效应所致的原型试验与模型试验之间的结构响应差异.     

热输出曲线测量

在构件上布两片应变片构成半桥应变测量线路，构件在室温下不加载，且升降温后可自由膨胀，在此条件下测出构件在－２３℃至６６℃温度区间内的热输出曲线，为修正实测应变值提供了依据．