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。

飞机结构静强度试验虚拟装配与干涉检查技术

地面试验是目前航空结构最重要的一种验证手段,为保障复杂杠杆加载系统在飞机大变形下的安全性,对飞机结构试验系统的虚拟装配技术进行了研究,建立了基于XML的虚拟装配模板,研发了可扩展的试验设备模型库,在CATIA平台下实现了试验加载与支持系统的虚拟装配。提出了一种杠杆加载系统运动平衡方程和迭代求解方法,根据飞机结构仿真变形计算得到各加载步加载设备的空间位置,并采用坐标转换实现加载设备在加载过程中的运动模拟,同时对加载运动过程中多加载通道之间、加载系统与支持系统之间进行碰撞检查。算例表明能够发现碰撞干涉问题,为试验设计与实施提供技术支撑,降低试验风险。

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。

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。

大型水陆两栖飞机起落架静强度试验高载多压缩量加载技术研究

大型水陆两栖飞机主起落架结构复杂,静强度试验工况多、垂向载荷高,且缓冲支柱压缩量多,为典型的小空间内高载多压缩量试验模拟技术问题,试验设计难度较高。该文提出杠杆分载与压缩量调节结合、优化试验工况顺序的技术方案,并设计可升降等强度等比例杠杆加载系统和多压缩量便捷调节装置,形成大型飞机起落架静强度试验高载多压缩量加载技术,具有便捷、高效、安全和可靠的优点,有效解决小空间内的垂向高载和多压缩量模拟技术问题,已成功应用于大型水陆两栖飞机起落架部件的适航验证试验。

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。

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。

飞机结构强度试验可视化坐席管理系统设计与应用

在飞机结构强度试验中,试验信息来自多套试验系统,为了将试验多源信息高质量显示到各区域,并解决试验信息多区域共享、多试验任务并行等问题,建设一套可视化坐席管理系统,解决多源试验信息分区域显示和共享的问题,还实现了试验操作的高效协作,提升实验室空间和运行效率。该系统首次应用于飞机结构强度试验中,满足了综合显示与便捷操作的双重需求,提升全机结构强度实验室的信息化建设能力。

贴敷宏纤维复合材料片的飞机壁板振动响应预测

传统的有限元模型存在计算成本高、黑箱操作多、缺乏自主知识产权等问题。采用解析法研究基础谐波激励下贴敷宏纤维复合材料(MFC)片的飞机壁板振动响应的预测问题;基于经典层合板理论、机电耦合本构方程和能量法,建立基础谐波激励下MFC-壁板的解析模型;利用速度反馈法和模态叠加原理,实现对该激励条件下结构系统在主动控制前后振动响应的求解;结合文献和组建的振动测试系统获得的实验数据,对该解析模型及其预测结果进行详细验证。结果表明:相较于文献结果,模型等固有频率计算偏差最大不超过2%,模型预测获得的前两阶共振响应的最大误差不超过8.6%,均在误差允许的范围内。

不平整跑道激励下飞机起落架随机响应及可靠性分析

采用非线性二自由度系统构建了飞机起落架模型,通过时域噪声刻画了不平整跑道对飞机起落架系统的随机激励,并引入路面不平度系数描述了跑道的不平整程度;基于飞机起落架模型响应的概率密度函数及其统计量,开展了不平整跑道对飞机起落架系统影响规律的研究。应用随机可靠性分析方法以及人体振动舒适性理论,通过建立安全域和舒适域与系统响应之间的关系,分析了起落架模型在不同路面不平度系数下的可靠性,并对乘客舒适性进行了评价。研究结果表明:路面不平度系数越大,系统状态变量的波动越剧烈,系统的可靠性和舒适性与路面不平度系数呈一定的负相关性;在路面不平度系数较小的情况下,系统平均首次穿越时间以及舒适性受随机扰动的影响更加显著。

飞机动强度试验数据采集系统校准方法

在飞机结构动强度试验中使用数据采集系统进行应变量等的测量。文章结合试验需求,参照国家校准规范,分析数据采集系统的计量特性,推荐了计量校准项目,并给出了对应的校准方法。

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。

结构强度试验惯性力计算方法研究

为验证基于作动筒运动位移数据的加载点惯性力计算方法,设计位控作动筒高频推动测力传感器及质量块往复运动的验证试验,同时在控制系统中引入位移数据FIR滤波算法及加速度计算算法。试验结果表明,试验过程中惯性力计算方法与实际测力传感器反馈数据量级一致,初步证明了算法的可行性。