CN107831002A - 空中受油探杆减振器的试验装置 - Google Patents

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黄丙鲲
王和
李丽远
陈国�
陈国一
杜鸣
杜一鸣
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Beijing Institute of Structure and Environment Engineering
Tianjin Aerospace Ruilai Technology Co Ltd
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Beijing Institute of Structure and Environment Engineering
Tianjin Aerospace Ruilai Technology Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种空中受油探杆减振器的试验装置，其特征是：包括固定支架、振动台和试验箱，所述试验箱底部软连接有固定支架,固定支架与地面固接，固定支架上固接有减振器，所述减振器置于固定支架内并与实验用的受油探杆件尾端连接，实验用的受油探杆件顶端通过转接工装与振动台连接，固定支架的减振器安装位置周围放置若干个传感器。有益效果：本发明针对空中受油探杆减振器试验件设计的本试验装置考核了减振器在工作状态下的性能；通过不同试验环境下的监测数据对比，计算出减振器在各个轴向的平均隔振率及相互之间的性能差异，验证了在设备能承受寿命周期内的振动与其他环境因素叠加条件下的环境适应性及可靠性。

Description

空中受油探杆减振器的试验装置
技术领域
本发明属于航空器部件的实验装置，尤其涉及一种空中受油探杆减振 器的试验装置。
背景技术
空中加油不仅能够大幅度提升飞机的活动半径和滞空时间，还可通过 轻油起飞，有效提升飞机的机场适应性。轻油起飞使得飞机爬升速度更快， 减少了飞机在空气稠密，阻力大，耗油率高的低空低速区域活动的时间， 有利于长距离飞行时的燃油经济性。空中加油还使得飞机在执行远航程任 务时不必频繁起降，延缓了机体结构疲劳寿命的损耗速度。对于战时分秒 必争的战机来说空中加油更是起到至关重要的作用，因此对加油系统的稳 定性有更高的要求。空中受油探杆减振器可以有效减少工作过程中产生的 振动及冲击等环境因素对设备的影响，它是空中加油系统的关键部件之 一。航空领域亟待研发一种针对空中受油探杆减振器在工作状态下性能的 模拟实验装置。掌握空中受油探杆减振器在不同试验环境下承受寿命周期 内的振动与其他环境因素叠加条件下的环境适应性及可靠性，通过试验数 据结果分析，对产品的使用和设计提供重要的参考数据。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种空中受油探杆减 振器的试验装置,通过固定支架及连接探杆的远距离振动激励，对空中受 油探杆减振器进行一系列的气候环境试验，通过试验数据可以分析出该产 品在不同环境下承受寿命周期内的振动与其他环境因素叠加条件下的环 境适应性及可靠性。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种空中受油探杆减振 器的试验装置，其特征是：包括固定支架、振动台和试验箱，所述试验箱 底部软连接有固定支架,固定支架与地面固接，固定支架上固接有减振器， 所述减振器置于试验箱内并与实验用的受油探杆件尾端连接，实验用的受 油探杆件顶端通过转接工装与振动台连接，固定支架上减振器安装位置的 周围放置若干个传感器，振动台发出的振动响应信号经过实验用的受油探杆件传递到固定支架的减振器上，传感器监测振动响应信号,传感器与振 动控制装置连接。
所述试验箱内壁设有保温层，减振器的安装部位置于试验箱内呈密封 连接。
所述振动控制装置通过依次连接的功率放大单元、振动单元、控制传 感单元和信号处理单元将传感器监测振动响应信号反馈回振动控制装置。 所述试验箱采用能够提供高温、低温、恒定湿热、交变湿热不同气候环境 的综合环境试验箱。
所述转接工装包括直角底座和连接法兰，所述直角底座底面与振动台 固接，直角底座的立面固接有连接法兰，连接法兰与实验用的受油探杆件 顶端固接。
所述传感器采用加速度传感器。
有益效果：与现有技术相比，本发明针对空中受油探杆减振器试验件， 该产品设计的空中受油探杆减振器温度及振动综合环境试验装置，可有效 减少工作过程中产生的振动及冲击等环境因素对设备的影响。本试验装置 考核了减振器在工作状态下的性能。通过不同试验环境下的监测数据对 比，计算出减振器在各个轴向的平均隔振率及相互之间的性能差异。验证 了在设备能承受寿命周期内的振动与其他环境因素叠加条件下的环境适 应性及可靠性，通过该次试验结果分析，数据可靠，为产品的使用和设计 提供了重要的参考。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是减震器及传感器的安装位置图；
图3是振动控制曲线图；
图4是高温控制曲线图；
图5是低温控制曲线图；
图6是交变湿热控制曲线图；
图7是振动试验监测曲线图；
图8是振动控制装置的连接框图。
图中：1、固定支架，2、振动台，3、试验箱，4、减振器，5、实验用的 受油探杆件，6、转接工装，6-1、直角底座，6-2、连接法兰，7、传感器， 8、保温层。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
详见附图，本实施例提供了一种空中受油探杆减振器的试验装置，包 括固定支架1、振动台2和试验箱3，所述试验箱底部软连接有固定支架,连 接要求保证密封性的同时，还要防止台架的振动传递到实验箱箱体。固定 支架与地面固接，固定支架上固接有减振器4，所述减振器置于试验箱内 并与实验用的受油探杆件尾端连接，实验用的受油探杆件5顶端通过转接 工装6与振动台连接，固定支架上减振器安装位置的周围放置若干个传感 器7，振动台发出的振动响应信号经过实验用的受油探杆件传递到固定支 架的减振器上，传感器监测振动响应信号,传感器与振动控制装置连接。 所述试验箱内壁设有保温层8，减振器的安装部位置于试验箱内呈密封连 接。
详见附图8，所述振动控制装置通过依次连接的功率放大单元、振动单 元、控制传感单元和信号处理单元将传感器监测振动响应信号反馈回振动 控制装置。
所述试验箱采用能够提供高温、低温、恒定湿热、交变湿热不同气候 环境的综合环境试验箱。
所述转接工装包括直角底座6-1和连接法兰6-2，所述直角底座底面 与振动台固接，直角底座的立面固接有连接法兰，连接法兰与实验用的受 油探杆件顶端固接。
所述传感器采用加速度传感器。本实施例采用丹麦b&k公司4384电 荷加速度传感器；振动台采用航天希尔MPA407/M437A 3T振动台；试 验箱：航天瑞莱TH10-1000DHVB综合环境试验箱
工作原理
针对某型号空中受油探杆减振器试验任务要求，设计了空中受油探杆 减振器试验系统，试验件为空中受油探杆减振器，该产品可有效减少工作 过程中产生的振动及冲击等环境因素对设备的影响。产品研发阶段，需要 进行一系列环境试验，以预测和验证产品在特定的环境的性能和功能。为 了更真实的反映产品在实际使用过程中对温度、湿度及振动综合环境变化 的适应性，对产品进行温度、湿度及振动综合试验。常规的综合试验，振动台台面位于试验箱正下方，用此种状态进行试验无法模拟产品的真实工 作状态，根据受油探杆减振器的实际安装状态及振动要求，以实现更好的 试验效果，振动需通过2.45m的探杆传递到试验箱中安装在固定支架的减 振器上，所有需建立新的温度及振动综合环境试验系统。
详见附3-6，本试验系统考核了减振器在工作状态下的性能。通过不 同试验环境下的监测数据对比，计算出减振器在各个轴向的平均隔振率及 相互之间的性能差异。验证了在设备能承受寿命周期内的振动与其他环境 因素叠加条件下的环境适应性及可靠性，通过该次试验结果分析，数据可 靠，对产品的使用和设计提供了重要的参考。
产品隔振率计算公式为
根据空中加油机实际加油过程设计试验，较全面的模拟产品的不同状 态在不同的激励源激励的工作状态，设计专用工装实现温度与振动的跨距 离同步控制，安装边界真实模拟实际安装状态，可获取产品真实状态下的 结构特性和性能表现。
详见附图8，振动试验采用闭环控制，将控制仪生成的驱动信号通过功 率放大器逐级放大，然后驱动振动台工作，同时控制点的响应信号反馈回 控制仪，将其与设定好的参考谱进行比较、修正，得出新的驱动谱，如此 反复进行，使控制谱达到并满足试验控制精度要求，监测传感器直接传递 到振动控制仪，不参与试验控制过程，以操作者设置的方式显示，为试验 委托方提供试验依据判定试件性能。
本试验难点在于通过固定支架及连接探杆进行远距离振动激励的同 时，对产品进行一系列的气候环境试验，验证试验件能否承受寿命周期内 的振动与其他环境因素叠加条件下的环境适应性及可靠性。固定支架通过 地脚螺栓刚性固定在地面上。
试验件使用过程中，会受到来自飞机机身振动源(发动机等)及机身 外部气压引起的振动，同时会经受不同的温度、湿度等气候环境及两种及 以上主要环境因素的共同影响。振动台可提供振动环境，试验箱可提供高 温、低温、温度变化、恒定湿热、交变湿热等气候环境。通过对试验箱的 扩展改造以满足对试验件振动与温度、湿度及温湿度综合应力的同步施 加，试验箱扩展部分的结构主要由箱壁、保温层组成，与台架及探杆的连 接部分采用柔性保温密封材料，以保证试验箱的保温和密封性能，试验箱 控制能够保证产生和保持试验所需的综合环境试验条件，依据JJF 1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》中的计算方法，对改装 后的温箱进行高低温校准核查，实测数据进行分析、计算得出期间核查结 果见表1-2。
表1试验箱校准核查结果(低温)
监控项目 测量结果 试验值
温度偏差 0.15℃ -60℃
温度均匀度 1.43℃ -60℃
温度波动度 ±0.57℃ -60℃
表2试验箱校准核查结果(高温)
监控项目 测量结果 试验值
温度偏差 -0.19℃ 80℃
温度均匀度 0.83℃ 80℃
温度波动度 ±0.41℃ 80℃
本试验考核了减振器在工作状态下的性能。通过不同试验环境下的监 测数据对比，计算出减振器在各个轴向的平均隔振率及相互之间的性能差 异。验证了在设备能承受寿命周期内的振动与其他环境因素叠加条件下的 环境适应性及可靠性，通过该次试验结果分析，数据可靠，对产品的使用 和设计提供了重要的参考。
根据空中加油机实际加油过程设计试验，较全面的模拟产品的不同状 态在不同的激励源激励的工作状态，设计专用工装实现温度与振动的跨距 离同步控制，安装边界真实模拟实际安装状态，可获取产品真实状态下的 结构特性和性能表现。
上述参照实施例对该一种空中受油探杆减振器的试验装置进行的详 细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实 施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护 范围之内。

Claims (6)

1.一种空中受油探杆减振器的试验装置，其特征是：包括固定支架、振动台和试验箱，所述试验箱底部软连接有固定支架,固定支架与地面固接，固定支架上固接有减振器，所述减振器置于试验箱内并与实验用的受油探杆件尾端连接，实验用的受油探杆件顶端通过转接工装与振动台连接，固定支架上减振器安装位置的周围放置若干个传感器，振动台发出的振动响应信号经过实验用的受油探杆件传递到固定支架的减振器上，传感器监测振动响应信号,传感器与振动控制装置连接。
2.根据权利要求1所述的空中受油探杆减振器的试验装置，其特征是：所述试验箱内壁设有保温层，减振器的安装部位置于试验箱内呈密封连接。
3.根据权利要求1所述的空中受油探杆减振器的试验装置，其特征是：所述振动控制装置通过依次连接的功率放大单元、振动单元、控制传感单元和信号处理单元将传感器监测振动响应信号反馈回振动控制装置。
4.根据权利要求1所述的空中受油探杆减振器的试验装置，其特征是：所述试验箱采用能够提供高温、低温、恒定湿热、交变湿热不同气候环境的综合环境试验箱。
5.根据权利要求1所述的空中受油探杆减振器的试验装置，其特征是：所述转接工装包括直角底座和连接法兰，所述直角底座底面与振动台固接，直角底座的立面固接有连接法兰，连接法兰与实验用的受油探杆件顶端固接。
6.根据权利要求1所述的空中受油探杆减振器的试验装置，其特征是：所述传感器采用加速度传感器。
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