二维码技术在飞机结构强度试验应变信息管理中的应用

针对飞机结构强度试验中应变信息记录,开发了基于二维码技术试验应变信息管理系统,以提高试验部署效率和信息记录准确性和便捷性。该系统将二维码技术与试验信息管理相结合,实现了对试验信息的快熟识别、信息采集和存储管理。介绍该系统的设计原理和应用效果。

大型飞机结构强度试验姿态转换与控制

针对以往大型飞机姿态转换过程存在潜在的胶布带脱落、局部失稳以及多种提升设备不协调等风险问题,提出一种大型飞机结构强度试验姿态转换与控制方法。通过设计位移提升装置和全浮动支持平台,确保飞机姿态转换系统安全可靠;应用协调加载控制系统,提出多点协调的位移提升控制方案,实现飞机姿态平稳转换和精准控制;研究飞机姿态实时测量算法,开发可视化监控系统,实现飞机姿态多维变量实时监控。通过全要素测试,验证了所提方法的合理性。试验结果表明:某大型飞机的姿态转换过程实现了多维度可视化监控,与传统方法相比,效率提升了约35%,可靠性及安全性大幅提升。

飞机结构静强度试验屈曲检测系统设计实现

全机结构危险部位的实时判断与筛选一直是结构强度验证过程中非常棘手的问题之一,屈曲部位的识别与判断作为飞机结构静力试验中的一项重要监测指标,决定着现场试验人员对试验全局的掌控程度。针对飞机结构静强度试验中,试验风险越来越难以把控,不可预期的结构失效状况时有发生等问题,为了准确高效地实现对结构屈曲部位的识别,设计实现了屈曲实时检测系统,该系统基于定时器技术实现采集数据的实时获取,基于非线性度完成屈曲部位判断,最后分别通过二维与三维方式对屈曲部位进行可视化显示。系统在航空型号试验现场进行了应用,结果表明效果显著。

无线应变采集技术在飞机强度试验的应用研究

为解决应变测量过程中线缆过长、体量过大、工序复杂造成的测量准备周期长、工作量大、故障定位困难、试验空间紧张等问题,研制了基于超薄芯片封装技术的无线采集系统。该系统体积小、线缆少、就近采集、机体共形、安装方便,在MA600全机疲劳试验中进行了应用验证,取得了良好的效果,表明该系统能够满足试验的要求。

全尺寸飞机结构强度试验数据分析软件设计

在全尺寸飞机结构强度试验进行过程中,试验控制系统会实时采集并保存各加载点的端点值数据,这些数据数量庞大、信息繁多,靠人力分析效率较低。为此,针对全尺寸飞机结构强度试验数据的特点,编写了全尺寸飞机结构强度试验数据分析软件,以便对试验数据进行分析。该软件能够对任一加载点的数据进行分区间统计,并绘制相应加载点的误差分布直方图,直观展示加载点的误差分布情况,便于寻找到频繁踏步且影响试验速率的加载点。此外,还能实现对载荷谱加载时间的统计,有利于后期对载荷谱进行优化。

飞机结构健康监测策略研究

飞机全寿命周期结构健康监测技术的应用对提高飞机在役安全性和可靠性,提升地面维护效率,延长飞机使用寿命具有巨大的价值和效益,因而得到国内外的持续关注和研究。该技术在飞机上的应用已成为衡量飞机先进性的重要指标之一,而飞机结构健康监测标准规范与策略的制定是技术开展的首要任务。分析了航空制造业先进国家结构健康监测技术相关的标准规范,明确了制定标准规范的具体要求;通过总结国外结构健康监测技术最新研究进展,梳理了结构健康监测技术框架体系;针对我国飞机结构地面试验和服役环境2大应用场景的技术特点,明晰了我国结构健康监测的技术需求,并在此基础上,提出了我国飞机结构健康监测的总体架构和可供剪裁的技术实施策略。

飞机实验室动态运行下的飞机性能验证技术

气候环境适应性是飞机的重要质量特性之一,实验室飞机气候环境实验是验证飞机气候环境适应性的重要手段。在飞机的试飞或取证进程中,需要考核发动机及其交联系统(如APU、气源系统、燃油系统等)之间的匹配性,验证飞机整机对复杂气候环境的适应性。构建动力系统与飞机其他系统间的交联矩阵,在气候环境实验室实现发动机运行状态下的飞机系统成功验证。以实验验证案例为基础,分析复杂气候环境下发动机启动中的飞机主要系统运行特性,为后续飞机的故障定位、诊断和分析提供依据。

结构强度试验液压缸振动智能检测及定位方法

针对结构强度试验加载过程中液压缸振动问题,提出了一种液压缸振动智能检测及定位方法,通过对常见液压缸振动信号的捕捉建立异常声音信号专家知识库,同时在试验现场布置声音检测传感器阵列以获取液压缸振动信号,通过与专家知识库匹配确定异响来源并分析可能的原因。引入液压缸空间分布坐标,对可能发生振动的液压缸进行快速定位,对液压缸振动的位置和原因进行快速检测判断,起到辅助试验实施、降低试验风险的作用。

结构强度试验液压缸测试框架设计改进与应用

针对液压缸测试支持框架使用过程中换装效率低、对吊装的依赖性较高的问题,提出了一种新型开放式框架改进方案。利用仿真分析对框架的刚度进行精确设计,并在框架底部安装万向轮,以方便标定过程的转场。同时,通过仿真分析对框架进行了强度校核,使其具备较高的安全裕度。与已有的框架相比,改进方案的框架具有更好的场地适应性和可靠性。

飞机结构静强度试验虚拟显示中的CAE图形可视化关键技术

近年来,虚拟显示作为飞机结构静强度虚拟试验中的重要功能之一,在航空结构试验领域获得了广泛应用,促进了虚实融合试验新模式的发展。系统梳理了当前航空虚拟试验中的关键问题,基于自主CAE图形引擎SABRE.visual,从试验数据实时监控处理、三维云图快速绘制、试验应变片快速定位及关联显示及支持多镜头的用户界面设计等4个方面总结了在虚拟显示领域的关键技术探索,形成了一款虚拟显示软件,具备试验应变数据三维云图实时显示和试验应变片快速定位及关联显示功能,并在航空型号试验现场进行了应用,结果表明效果显著。

典型壁板结构爆炸冲击实验与仿真研究

空空导弹战斗部爆炸产生的爆炸冲击波毁伤源对飞机蒙皮结构的损伤效果受多种因素影响,作用机理较为复杂,因此冲击波对飞机蒙皮结构的毁伤评估需要大量的实验和计算样本支撑。本文设计并进行铝合金加筋平板静爆实验,分析固支加筋平板在冲击波加载下的动态响应和变形规律;采用有限元分析软件LS-DYNA对爆炸冲击下的结构响应进行仿真分析,通过对比仿真结果与实验结果对数值仿真模型的准确性进行验证。结果表明:孔洞面积占该形式加筋平板面积大于1‰时,靶板更容易发生以固支边界撕裂为主要形式的拉伸失效,增大孔径或增加孔的数量都有提高孔间贯穿损伤的风险;同爆距下爆炸物与目标迎爆面的夹角越大,靶板的变形程度越严重,夹角从30°增大至60°时目标挠度可增加30%以上。

气候实验室环境场动态平衡调控技术研究

为解决气候实验室发动机低温启动试验过程中空气补偿和尾气排放的问题,利用氮蒸发制冷效应通过补偿新风的温度和补偿风机闭环调节实现室内补偿空气控制,维持实验室内低温环境稳定和室内外压力平衡。通过内、外涵尾气“分割排放”设计实现发动机排气引射量动态调控,实现对高温尾气的主动排放和背压控制。首次成功实施了民机-40℃发动机低温启动适航符合性试验,试验过程中实验室温度控制精度在±3℃以内,发动机排气背压稳定在150 Pa。该项试验的成功验证了实验室发动机开车的可行性。

结构强度试验加载点之间的耦合机制研究

飞机结构疲劳试验是新机研制的主要环节之一。结构疲劳试验系统是多组件多通道系统,试验加载点之间的耦合作用严重影响试验速度。本文通过分析加载点之间的相互影响机制,获取其耦合机制,并通过有限元仿真和试验实测验证了本文方法的合理性和有效性。

含开孔与含裂缝的复合材料层压板拉伸剩余强度评估

为研究含开孔和裂缝的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层压板在拉伸载荷作用下的剩余强度,针对四种典型铺层、两类损伤形式、四种损伤尺寸的约200件试验件进行了试验研究。结果表明:对于具有相同铺层、相同宽度的复合材料层压板,开孔直径与裂缝长度相等时,两类层压板有相同的剩余强度;加载过程中,裂缝根部较早出现裂缝、分层,应力重新分配,降低了裂缝根部的应力集中。基于损伤区纤维断裂判据、经典层压板理论及复变函数理论的强度计算方法能较准确地计算出含开孔的复合材料层压板剩余强度;计算含裂缝复合材料层压板剩余强度时可将裂缝损伤等效为开孔损伤,计算结果与试验结果吻合较好。

深度学习方法在全尺寸飞机结构强度试验中的应用探究

在全尺寸飞机结构强度试验过程中,会产生大量试验数据,过去受限于分析方法,无法对数据进行精确分析,使宝贵的数据无法得到充分利用。深度学习技术的发展,使分析大规模数据成为了可能,深度学习在图像识别、数据处理分析等领域均有很大进展,恰好适用于全尺寸飞机结构强度试验数据的分析工作。文章对深度学习技术进行了简要介绍,并从图像与数据两方面对未来深度学习在全尺寸飞机结构强度试验中可能的应用场景进行了设想,为后续工作提供了参考思路。

飞机结构腐蚀监测技术研究进展

简要介绍了腐蚀监测技术的分类,阐述了几种飞机结构腐蚀监测常用技术的工作原理,从技术角度分析了其优缺点,重点介绍了新型腐蚀监测系统的研发及其应用现状;最后,根据我国飞机使用特点与工程实际情况,阐明了腐蚀监测技术发展及应用的主要方向。

典型钛合金蒙皮加支撑结构高温环境下振动疲劳寿命试验研究

针对典型钛合金蒙皮加支撑结构,搭建了一套热振联合试验系统,并开展高温环境下结构振动疲劳寿命对比试验研究,对比了3种不同构型支撑结构以及2种连接形式对钛合金蒙皮加支撑结构振动疲劳寿命的影响。试验结果表明:不同支撑构型的典型结构,其在高温环境下的振动疲劳破坏模式与寿命均不相同;相同支撑构型的典型结构,其在高温环境下因不同连接形式造成抗振动疲劳性能也不相同。对比试验结果可为钛合金蒙皮加支撑结构设计提供参考。

飞机强度试验智能化监控系统上位机软件设计

文中主要介绍了飞机强度试验智能化监控系统上位机软件,其主要用于监控飞机强度试验状态和试验设备的运行情况,以及所在试验场合的环境安全因素。它有助于降低试验风险,提高工作效率,使试验控制人员更准确地了解试验状态和试验件的情况,增加对试验及试验设备的可控性,从而提高试验的安全性和试验过程的可追溯性。

光电保护系统在飞机活动舵面强度试验中的应用

在飞机活动舵面强度试验中,为了防止在试验过程中由于意外情况导致活动舵面和随动加载装置相碰引起试验件的损伤,研发一种光电保护系统。经试验验证,光电保护系统安装方便,可以与加载系统配套使用,保护区域宽泛,响应速度快,性能稳定可靠,可保证试验安全顺利进行。

飞机结构X射线裂纹图像智能评定

飞机结构X射线图像评定过程存在复杂背景下裂纹分割不准确、检出难等问题。基于高效层聚合网络提出一种飞机结构X射线裂纹图像智能评定模型(ELAN-Seg),将ELAN-Seg模型和DeepLabv3+模型的射线图像裂纹分割能力进行对比,结合图像处理技术对模型分割的裂纹长度进行评估,利用飞机强度试验及外场维护过程采集的X射线图像对模型进行验证。结果表明:分割的最小裂纹长度约为3 mm,ELAN-Seg模型对复杂背景射线图像裂纹分割更加准确,裂纹漏检率小于3.8%,该模型具有工程适用性。