CN110426209A - 辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其包括以下步骤：步骤1：发动机在地面台架试车装配时，确定其辅助吊挂拉杆装配形式；步骤2：确定试验目的以及测量参数；步骤3：确定辅助吊挂拉杆应力测点位置和振动测点位置；步骤4：确定发动机试车程序；步骤5：对辅助吊挂拉杆进行装配应力测量试验和振动测量试验；步骤6：试验数据处理与分析，本发明建立了航空发动机地面台架辅助吊挂拉杆装配形式，通过对辅助吊挂在不同装配形式下的装配应力测量和发动机的振动测量结果分析对比，确定辅助吊挂拉杆最优装配形式，规范航空发动机地面台架试车装配标准。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机测试技术，尤其涉及辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法。
背景技术
航空发动机地面台架试车时发动机台架固定通常采用通过位于支承机匣的主安装面和位于外涵道机匣后安装边的辅助固定面实现与台架的连接。辅助吊挂拉杆装配分为单拉杆和双拉杆两种形式，其中单拉杆形式是指只装配垂直拉杆或者指只有垂直拉杆受力的装配方式；双拉杆(由垂直拉杆和斜拉杆组成)形式是指垂直拉杆和斜拉杆都装配都受力的装配方式。由于拉杆长度可调，在不确定拉杆长度的条件下拉杆的装配分散性较大，振动的波动性也较大，因此，需要研究一种试验方法来了解辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动的关系，从而优化辅助吊挂拉杆的装配形式，消除不良装配对发动机振动的影响。
发明内容
本发明目的：提供辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，能有效控制由于不良装配导致发动机振动超限并满足发动机地面台架试车工作标准化的需要。
本发明的技术方案：
辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，包括以下步骤：
步骤1：发动机在地面台架试车装配时，确定其辅助吊挂拉杆装配形式；
步骤2：确定试验目的以及测量参数；
步骤3：确定辅助吊挂拉杆应力测点位置和振动测点位置；
步骤4：确定发动机试车程序；
步骤5：对辅助吊挂拉杆进行装配应力测量试验和振动测量试验；
步骤6：试验数据处理与分析。
步骤1所述的发动机在地面台架试车装配时，确定其辅助吊挂拉杆装配形式，具体为：在发动机装配合格范围内确定辅助吊挂拉杆的安装位置，并用数字表示辅助吊挂拉杆长度。
步骤1所述的辅助吊挂拉杆装配形式包括单拉杆、双拉杆两种装配形式。
步骤2所述的试验目是获取在不同装配条件下发动机在全转速范围内振动的最大值及装配应力值，测量参数为发动机转速、振动加速度以及拉杆应变值。
步骤3所述的辅助吊挂拉杆应力测点位置距辅助吊挂拉杆上下两端轴销的距离为轴销直径的2～3倍，并在该处粘贴电阻应变计，振动测点位于发动机主、辅安装截面上，并在主、辅安装截面上安装加速度传感器，分别测量辅助吊挂拉杆沿发动机水平、轴向、垂直三个方向的振动加速度值。
步骤4所述的确定发动机试车程序，具体为：根据发动机任务剖面设计发动机试车程序，试车程序涵盖发动机慢车状态到最大设计转速状态，稳态转速间隔按照最大设计转速的2％～10％确定，每个稳态稳定2～3分钟。
步骤5所述的对辅助吊挂拉杆进行装配应力测量试验和振动测量试验，具体为：
装配应力测量试验在发动机进行台架装配时进行，分别测量在不同辅助吊挂拉杆装配形式下的装配应变，并在测量后恢复辅助吊挂拉杆到自由状态，通过应变回零情况判断辅助吊挂拉杆变形类型；
振动测量试验在装配后进行，按照步骤4确定的试车程序试车，动态信号采集系统采集并同步保存振动加速度和发动机转速。
步骤6所述的试验数据处理与分析具体为：
装配应力测量试验试验数据分析：若辅助吊挂拉杆变形为弹性变形则按照胡克定律将其转换成应力；
振动测量试验试验数据分析：试验数据按照发动机振动参数要求，采用数理统计工具——假设检验p值法、方差分析和回归分析对不同装配条件下的振动加速度值进行分析对比，确定不同装配形式对发动机振动的影响，从而确定辅助吊挂拉杆最优装配形式。
所述的装配应力测量试验试验数据分析：若辅助吊挂拉杆变形为弹性变形则按照胡克定律将其转换成应力，计算公式为：
σ＝E×ε
式中σ：测点应力值，单位：兆帕；E：拉杆材料室温弹性模量，单位：兆帕；ε：测点应变值。
本发明的有益效果：提供辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，建立了航空发动机地面台架辅助吊挂拉杆装配形式，通过对辅助吊挂在不同装配形式下的装配应力测量和发动机的振动测量结果分析对比，确定辅助吊挂拉杆最优装配形式，规范航空发动机地面台架试车装配标准。
附图说明
图1为发动机辅助吊挂拉杆结构示意图；
图2为装配应力测点位置图；
图3为振动传感器安装位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的介绍，本发明所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，包括以下步骤：
步骤1：发动机在地面台架试车装配时，确定其辅助吊挂拉杆装配形式；具体为：在发动机装配合格范围内确定辅助吊挂拉杆的安装位置，并用数字表示辅助吊挂拉杆长度，辅助吊挂拉杆装配形式要充分考虑装配的分散性，辅助吊挂拉杆装配形式包括单拉杆、双拉杆两种装配形式，图1所示为双拉杆装配形式，单拉杆形式即不安装斜拉杆或斜拉杆不与发动机安装铰链连接，辅助吊挂拉杆长度通过螺杆调节，其中垂直拉杆顶端安装角可以保持在0°或90°方向上，在发动机装配合格范围内确定拉杆的极限位置，并用a+b表示垂直拉杆的长度，c+d表示斜拉杆的长度，对于某型发动机其垂直拉杆上下极限位置在44.17mm～49.25mm之间，斜拉杆上下极限在50.59mm～56.20mm之间，共建立4型8种拉杆装配形式，分别是
垂直拉杆顶端安装角0°，拉杆长度在上限位置；
垂直拉杆顶端安装角0°，拉杆长度在下限位置；
垂直拉杆顶端安装角0°，拉杆长度在上限位置；
垂直拉杆顶端安装角0°+最优垂直拉杆位置+斜拉杆上限位置；
垂直拉杆顶端安装角0°+最优垂直拉杆位置+斜拉杆下限位置；
垂直拉杆顶端安装角90°+最优垂直拉杆位置；
垂直拉杆顶端安装角90°+最优垂直拉杆位置+斜拉杆上限位置；
垂直拉杆顶端安装角90°+最优垂直拉杆位置+斜拉杆下限位置.
步骤2：确定试验目的以及测量参数；试验目是获取在不同装配条件下发动机在全转速范围内振动的最大值及装配应力值，测量参数为发动机转速、振动加速度以及拉杆应变值。
步骤3：确定辅助吊挂拉杆应力测点位置和振动测点位置；辅助吊挂拉杆应力测点位置距辅助吊挂拉杆上下两端轴销的距离为轴销直径的2～3倍，并在该处粘贴电阻应变计，如图2所示，振动测点位于发动机主、辅安装截面上，并在主、辅安装截面上安装加速度传感器，如图3所示，分别测量辅助吊挂拉杆沿发动机水平、轴向、垂直三个方向的振动加速度值。
步骤4：确定发动机试车程序；具体为：根据发动机任务剖面设计发动机试车程序，试车程序涵盖发动机慢车状态到最大设计转速状态，稳态转速间隔按照最大设计转速的2％～10％确定，每个稳态稳定2～3分钟，通常在振动值较大的区域转速间隔密集一些，一般不少于10个状态点；
步骤5：对辅助吊挂拉杆进行装配应力测量试验和振动测量试验；
装配应力测量试验在发动机进行台架装配时进行，分别测量在在4型8种拉杆装配形式下的装配应变，并在测量后恢复辅助吊挂拉杆到自由状态，通过应变回零情况判断辅助吊挂拉杆变形类型；
振动测量试验在装配后进行，按照步骤4确定的试车程序试车，动态信号采集系统采集并同步保存振动加速度和发动机转速。
步骤6所述的试验数据处理与分析具体为：
装配应力测量试验试验数据分析：若辅助吊挂拉杆变形为弹性变形则按照胡克定律将其转换成应力，计算公式为：
σ＝E×ε
式中σ：测点应力值，单位：兆帕；E：拉杆材料室温弹性模量，单位：兆帕；ε：测点应变值。
辅助吊挂拉杆材料为18Cr2Ni4WA，在室温下的静态弹性模量为202GPa。
通过测量值与辅助吊挂拉杆设计的静强度值进行对比，从结构强度进行分析确定辅助吊挂拉杆设计的合理性，同时为仿真计算提供发动机载荷
振动测量试验试验数据分析：试验数据按照发动机振动参数要求，采用数理统计工具——假设检验p值法、方差分析和回归分析对不同装配条件下的振动加速度值进行分析对比，确定不同装配形式对发动机振动的影响，从而确定辅助吊挂拉杆最优装配形式。
Claims (9)
1.辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：发动机在地面台架试车装配时，确定其辅助吊挂拉杆装配形式；
步骤2：确定试验目的以及测量参数；
步骤3：确定辅助吊挂拉杆应力测点位置和振动测点位置；
步骤4：确定发动机试车程序；
步骤5：对辅助吊挂拉杆进行装配应力测量试验和振动测量试验；
步骤6：试验数据处理与分析。
2.根据权利要求1所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：步骤1所述的发动机在地面台架试车装配时，确定其辅助吊挂拉杆装配形式，具体为：在发动机装配合格范围内确定辅助吊挂拉杆的安装位置，并用数字表示辅助吊挂拉杆长度。
3.根据权利要求1所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：步骤1所述的辅助吊挂拉杆装配形式包括单拉杆、双拉杆两种装配形式。
4.根据权利要求1所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：步骤2所述的试验目是获取在不同装配条件下发动机在全转速范围内振动的最大值及装配应力值，测量参数为发动机转速、振动加速度以及拉杆应变值。
5.根据权利要求1所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：步骤3所述的辅助吊挂拉杆应力测点位置距辅助吊挂拉杆上下两端轴销的距离为轴销直径的2～3倍，并在该处粘贴电阻应变计，振动测点位于发动机主、辅安装截面上，并在主、辅安装截面上安装加速度传感器，分别测量辅助吊挂拉杆沿发动机水平、轴向、垂直三个方向的振动加速度值。
6.根据权利要求1所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：步骤4所述的确定发动机试车程序，具体为：根据发动机任务剖面设计发动机试车程序，试车程序涵盖发动机慢车状态到最大设计转速状态，稳态转速间隔按照最大设计转速的2％～10％确定，每个稳态稳定2～3分钟。
7.根据权利要求1所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：步骤5所述的对辅助吊挂拉杆进行装配应力测量试验和振动测量试验，具体为：
装配应力测量试验在发动机进行台架装配时进行，分别测量在不同辅助吊挂拉杆装配形式下的装配应变，并在测量后恢复辅助吊挂拉杆到自由状态，通过应变回零情况判断辅助吊挂拉杆变形类型；
振动测量试验在装配后进行，按照步骤4确定的试车程序试车，动态信号采集系统采集并同步保存振动加速度和发动机转速。
8.根据权利要求1所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：步骤6所述的试验数据处理与分析具体为：
装配应力测量试验试验数据分析：若辅助吊挂拉杆变形为弹性变形则按照胡克定律将其转换成应力；
振动测量试验试验数据分析：试验数据按照发动机振动参数要求，采用数理统计工具——假设检验p值法、方差分析和回归分析对不同装配条件下的振动加速度值进行分析对比，确定不同装配形式对发动机振动的影响，从而确定辅助吊挂拉杆最优装配形式。
9.根据权利要求8所述的辅助吊挂拉杆装配形式与发动机振动关系研究试验方法，其特征在于：所述的装配应力测量试验试验数据分析：若辅助吊挂拉杆变形为弹性变形则按照胡克定律将其转换成应力，计算公式为：
σ＝E×ε
式中σ：测点应力值，单位：兆帕；E：拉杆材料室温弹性模量，单位：兆帕；ε：测点应变值。
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