CN104155040B - 一种飞机液压管路动应力测试判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞机设计领域，涉及一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，采用理论计算与实际测试相结合的方式，提出飞机液压管路动应力分析方法及测试结果的判定方法。其有益效果是:在原理上明晰了液压管路的动应力技术条件的制定方法，为飞机液压管路动应力问题的处理提供了技术依据，填补了液压管路动应力测试判定方法的空白，减少液压系统和结构方面的由于设计问题出现的故障，大大增强对液压管路故障问题的评估处理能力。
Description
技术领域
本发明属于飞机设计领域，涉及一种飞机液压管路动应力测试判定方法
背景技术
液压管路设计是飞机设计的重要内容，管路的各种故障已经是飞机主要故障模式之一。虽然国内学者针对液压系统问题作了大量的研究，但其理论研究和试验研究都存在与设计生产严重脱节问题，其理论试验的研究和生产实际的需求差距较大。国内生产设计中只是对现有国外标准的简单应用，对其内涵不甚理解，造成了现在国内飞机设计中多数情况下存在原理不明，无标准可依的状态。在设计生产中不出问题则以，出了问题很难短时间找到原因。我国对液压管路的研究起步较晚，到现在为止，没有相关的动应力标准和相应的判定方法，给液压管路的设计和生产带来很大的困难。
发明内容
本发明的目的是：提出一种机液压管路动应力测试判定方法，对飞机液压管路动应力测试结果进行评估，从而判定液压管路的安全性。
本发明的技术方案是：一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，测量振动应力：σ测,单位MPa；测量方法为在管路上(通常在管路末端或靠近管路的弯曲段)沿轴向贴两个应变片，相互与管轴线组成90°角，一个方向的测量值为ε1,一个方向的测量值为ε2,在飞机发动机地面开车状态或飞行状态测量液压导管的动应力。如图1所示。动应力的测量值规定为:其中，E为液压管路材料的弹性模量。
步骤二，确定液压管路的载荷及其管路规格参数：
工作压力：P，单位MPa；
最大脉动压力：q脉,单位MPa；
最大内压：Pmax＝135％P，单位MPa；
导管的外径：D，单位mm；
导管的内径：d,单位mm；
材料泊松比：μ；
材料屈服应力：σ0.2,单位MPa；
步骤三，计算压力产生的应力：单位MPa；
计算振动应力测量值与理论值的差值：
单位MPa；
计算动应力允许测量值：单位MPa；
步骤四，动应力测量结果判定：如果σ测≤σ允许测量，则认为管路是安全的，反之则不安全。
优选地，所述步骤一中的动应力的测试状态为发动机地面开车状态，其开车状态必须涵盖慢车到100％最大加力状态的所有发动机开车状态。
优选地，所述步骤一中的液压管路为以柱塞泵为泵源的飞机液压管路。
优选地，所述步骤二中的载荷主要指飞机正常工作压力。
优选地，所述步骤二中的管路规格参数主要指液压导管的材料屈服应力、外径、内径、泊松比。
优选地，所述步骤三中的确定压力产生的应力，为液压系统最大压力产生的轴向应力。
优选地，所述步骤三中动应力允许测量值为保障液压管路安全的最大动应力测量值。
本发明的优点是：
1)在原理上明晰了液压管路的动应力技术条件的制定方法，为飞机液压管路动应力问题的处理提供了技术依据，填补了液压管路动应力测试判定方法的空白。
2)据不同的管路规格，提出相应的动应力标准，具有原理清晰、针对性强、使用灵活、可推广的优点。
附图说明
附图1是本发明的液压管路上安装应变片示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
一种飞机液压管路动应力测试判定方法，包括如下步骤：
步骤一，测量振动应力：σ测,单位MPa；测量方法为在管路上(通常在管路末端或靠近管路的弯曲段)沿轴向贴两个应变片，相互与管轴线组成90°角，一个方向的测量值为ε1,一个方向的测量值为ε2,在飞机发动机地面开车状态或飞行状态测量液压导管的动应力。如图1所示。动应力的测量值规定为:其中，E为液压管路材料的弹性模量。
步骤二，确定液压管路的载荷及其管路规格参数：
工作压力：P，单位MPa；
最大脉动压力：q脉,单位MPa；
最大内压：Pmax＝135％P，单位MPa；
导管的外径：D，单位mm；
导管的内径：d,单位mm；
材料泊松比：μ；
材料屈服应力：σ0.2,单位MPa；
步骤三，计算压力产生的应力：单位MPa；
计算振动应力测量值与理论值的差值：
单位MPa；
计算动应力允许测量值：单位MPa；
步骤四，动应力测量结果判定：如果σ测≤σ允许测量，则认为管路是安全的，反之则不安全。
所述步骤一中的动应力的测试状态为发动机地面开车状态，其开车状态必须涵盖慢车到100％最大加力状态的所有发动机开车状态。
所述步骤一中的液压管路为以柱塞泵为泵源的飞机液压管路。
所述步骤二中的载荷主要指飞机正常工作压力。
所述步骤二中的管路规格参数主要指液压导管的材料屈服应力、外径、内径、泊松比。
所述步骤三中的确定压力产生的应力，为液压系统最大压力产生的轴向应力。
所述步骤三中动应力允许测量值为保障液压管路安全的最大动应力测量值。
例子：某型飞机液压管路分析
按照上述方法对某型飞机常见的液压管路进行计算，计算结果如表1所示，以下计算是对外径10mm厚度0.8mm的液压管路进行计算：
工作压力：P＝28MPa；
最大脉动压力：q脉＝4.2MPa；
材料为1Cr18Ni10Ti,屈服应力：σ0.2＝205MPa；
最大内压：Pmax＝135％P＝28×135％＝37.8MPa
压力产生的应力：
测量值与弯曲应力之间最大差值：
判定：如果此管路的测试应力小于65.3MPa，则判定为管路安全，否则判定为管路不安全。
Claims (7)
1.一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，动应力测量：明确飞机液压管路的动应力的测试方法及其应变片的安装方式、动应力的表达式；具体为，测量方法为在管路上沿轴向贴两个应变片，相互与管轴线组成90°角，一个方向的测量值为ε1,一个方向的测量值为ε2,在飞机发动机地面开车状态或飞行状态测量液压导管的动应力，动应力的测量值规定为:其中，E为液压管路材料的弹性模量；
步骤二，原始数据采集：确定液压管路的载荷及其管路规格参数；所述载荷及管路规格参数包含，工作压力：P，单位MPa；
最大脉动压力：q脉,单位MPa；
最大内压：Pmax＝135％P，单位MPa；
导管的外径：D，单位mm；
导管的内径：d,单位mm；
材料泊松比：μ；
材料屈服应力：σ0.2,单位MPa；
步骤三，根据确定的参数计算：确定压力产生的应力：单位MPa；
动应力测量值与理论值的差值，单位MPa；
动应力允许测量值：单位MPa；
步骤四，动应力测量结果判定：通过对动应力测量结果和动应力允许测量值的比较判定管路的安全，如果σ测≤σ允许测量，则认为管路是安全的，反之则不安全。
2.根据权利要求1所述的一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，所述步骤一中的动应力的测试状态为发动机地面开车状态，其开车状态必须涵盖慢车到100％最大加力状态的所有发动机开车状态。
3.根据权利要求1所述的一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，所述步骤一中的液压管路为以柱塞泵为泵源的飞机液压管路。
4.根据权利要求1所述的一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，所述步骤二中的载荷主要指飞机正常工作压力。
5.根据权利要求1所述的一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，所述步骤二中的管路规格参数主要指液压导管的材料屈服应力、外径、内径、泊松比。
6.根据权利要求1所述的一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，所述步骤三中的确定压力产生的应力，为液压系统最大压力产生的轴向应力。
7.根据权利要求1所述的一种飞机液压管路动应力测试判定方法，其特征在于，所述步骤三中动应力允许测量值为保障液压管路安全的最大动应力测量值。
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