RU2714897C1 - Method for extraction of impact processes from dynamic loads - Google Patents

Method for extraction of impact processes from dynamic loads Download PDF

Info

Publication number
RU2714897C1
RU2714897C1 RU2019125425A RU2019125425A RU2714897C1 RU 2714897 C1 RU2714897 C1 RU 2714897C1 RU 2019125425 A RU2019125425 A RU 2019125425A RU 2019125425 A RU2019125425 A RU 2019125425A RU 2714897 C1 RU2714897 C1 RU 2714897C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impact
vibration
loads
aircraft
pulse
Prior art date
Application number
RU2019125425A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Борисович Митенков
Марина Сергеевна Баранова
Анаида Фрунзевна Саркисян
Владимир Сергеевич Кудашин
Людмила Вениаминовна Фролкина
Original Assignee
Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" filed Critical Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова"
Priority to RU2019125425A priority Critical patent/RU2714897C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714897C1 publication Critical patent/RU2714897C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment and can be used to measure impact loads on aircraft. In method, including measurement of vibration loads in locations of onboard equipment of aircraft using vibration transducers, recording of measurement information on a recorder, recorded information is reproduced in the form of centering relative to mathematical expectation of ordinates of vibration acceleration with reception of record on time of this measurement information during measurement of vibration loads. Sharply allocated levels of ordinates of vibration acceleration of measured loads are detected, time interval of action of each selected level between points of intersection of selected pulse with time axis of recording is determined. Determining the pulse speed in the form of a product of the numerical value of the sharply emphasized level of the acceleration of the vibration acceleration by the value of the time interval, comparing the obtained pulse speed value with the predetermined permissible value of the pulse speed value for the aircraft structure and deciding on the impact of the sharply allocated level of the measured process to the impact, if the pulse speed is less than the set limit, and on rejection of the released level, if the pulse speed is more than the set limit. At that, permissible limits of impulse pulse speed for aircraft structure are determined proceeding from standard requirements to load in nodes of equipment fixation to aircraft structure during tests of impact effects and characteristics of reference impact actions.
EFFECT: technical result consists in improvement of reliability of extraction of impact processes from dynamic loads, measured in locations of aircraft onboard equipment, registered in time, and improvement of accuracy of determination of parameters of vibration loads.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения ударных нагрузок на летательных аппаратах (ЛА).The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to measure shock loads on aircraft (LA).

Наличие в измерительной информации при исследовании случайных вибраций на ЛА отдельных аномальных, физически необъяснимых уровней вибрации может приводить к результатам, которые совершенно не согласуются с остальными данными, получаемыми в процессе испытаний. Примеры зарегистрированных вибрационных процессов перед взлетом и после посадки ЛА представлены на фиг. 1 и 2. Однако физическое происхождение выбросов в этих процессах трудно объяснить. Возможны следующие варианты объяснений:The presence in the measurement information during the study of random vibrations on aircraft of individual abnormal, physically inexplicable levels of vibration can lead to results that are completely inconsistent with other data obtained during the test. Examples of recorded vibrational processes before take-off and after landing of an aircraft are shown in FIG. 1 and 2. However, the physical origin of the emissions in these processes is difficult to explain. The following explanations are possible:

- сбой и погрешности в работе измерительной аппаратуры;- failure and errors in the operation of measuring equipment;

- появление кратковременных ударных процессов.- the appearance of short-term shock processes.

В борьбе с такими погрешностями измерений наиболее простой выход - это исключить резко выделяющиеся аномальные измерения из всего массива измерительной информации и, следовательно, из дальнейшей обработки.In the fight against such measurement errors, the easiest way out is to exclude abruptly abnormal measurements from the entire array of measurement information and, therefore, from further processing.

Задачам отбраковки с подтверждением ее необходимости посвящено большое количество теоретических исследований (в частности, изложенных в теоретической литературе: Р. Шторм. Теория вероятностей, Математическая статистика. Статистический контроль качества, «Мир», Москва, 1970, гл. 13. Статистическая проверка гипотез, Гл. 14. Статистические оценки; Е.С. Вентцель. Теория вероятностей, «Наука», Москва, 1969 г., гл. 14 Обработка опытов, гл. 15. Основные понятия теории случайных функций; Дж. Бокс. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. Выпуск 1, «Мир», Москва, 1974 г.; Н.В. Смирнов, И.В. Дудин-Барковский, «Курс теории вероятностей и математической статистике», «Наука», Москва, 1969 г.; Орлов А.И., «Прикладная статистика», М., «Экзамен», 2004 г. и т.п.), которые базируются на проверке гипотез о принадлежности выбросов генеральной совокупности материалов измерений. Проверка гипотез при оценке резко выделяющихся членов выборки, представляющих собой материалы измерений, проводится по различным критериям (критерий Фишера, критерий типа r и т.п.).A large number of theoretical studies (in particular, those presented in the theoretical literature: R. Storm. Probability theory, Mathematical statistics. Statistical quality control, “Mir”, Moscow, 1970, Chap. 13. Statistical hypothesis testing, devoted to the rejection with confirmation of its necessity). Chapter 14. Statistical estimates; ES Wentzel, Probability Theory, “Science”, Moscow, 1969, chap. 14 Processing of experiments, chap. 15. Basic concepts of the theory of random functions; J. Box. Time series analysis. Forecasting and Management: Issue 1, Mir, Mo kva, 1974; N.V. Smirnov, I.V. Dudin-Barkovsky, “The course of probability theory and mathematical statistics”, “Science”, Moscow, 1969; Orlov A.I., “Applied statistics”, M., "Examination", 2004, etc.), which are based on testing hypotheses about the emissions belonging to the general set of measurement materials. Hypothesis testing when assessing sharply distinguished members of the sample, which are measurement materials, is carried out according to various criteria (Fisher criterion, criterion of type r, etc.).

Решение об отбраковке таких резко выделяющихся уровней измеренного процесса принимается с определенным уровнем значимости, который задается самим исследователем, т.е. субъективно. При этом необходимо обосновать выбор функции распределения, на анализе которой базируются все выводы о принадлежности ординат исследуемого процесса генеральной совокупности всех материалов измерений. Для выбора и получения функции распределения необходима выборка по материалам измерений объемом нескольких тысяч корректных отсчетов (без резко выделяющихся уровней).The decision to reject such sharply distinguished levels of the measured process is made with a certain level of significance, which is set by the researcher himself, i.e. subjectively. In this case, it is necessary to justify the choice of the distribution function, on the analysis of which all the conclusions about the ordinates of the process under study are based on the totality of all measurement materials. To select and obtain a distribution function, it is necessary to select several thousand correct samples (without sharply distinguished levels) from measurement materials.

Другим известным способом выделения экстремальных уровней в записанном сигнале от вибропреобразователя является способ вычисления среднего значения этого сигнала. Если рассчитанное значение, центрированное по среднему значению, в некоторый момент времени значительно отличается от 0, то это свидетельствует о наличии в этот момент сигнала большого уровня, не связанного с измеряемым процессом, например, наличие одиночного удара большого уровня.Another well-known way of highlighting extreme levels in a recorded signal from a vibration transducer is a method of calculating the average value of this signal. If the calculated value centered on the average value significantly differs from 0 at some point in time, this indicates the presence at this moment of a signal of a large level that is not related to the measured process, for example, the presence of a single shock of a large level.

Известен патент РФ №2644986 от 15.02.2018 г. «Способ измерения удара на конструкции крепления бортового оборудования летательного аппарата при наличии в измеряемом процессе вибрационных и ударных нагрузок», предусматривающий измерение суммарного вибрационного и ударного процессов в местах размещения бортового оборудования (БО) на концах крыла и концевых частях фюзеляжа ЛА с применением преобразователей, чувствительные элементы которых реагируют на ускорение, возникающее в месте крепления этих преобразователей, его запись на регистратор. Дополнительно вначале выполняют обработку суммарной измерительной информации с получением измеренного амплитудного спектра в заданном диапазоне от нижней частоты до верхней. По заданному требованием в техническом задании на разработку БО эталонному удару с длительностью и амплитудным спектром, описываемым известным аналитическим выражением, вычисляют частоту среза, за пределами которой амплитудный спектр равен 0. Затем в пределах диапазона в измеренном амплитудном спектре выделяют частоту с максимальным значением амплитудного спектра. Производят идентификацию частоты с расчетным значением частот. Для этой частоты вычисляют ординату амплитудного спектра эталонного удара по известному аналитическому выражению для этого спектра в относительных величинах, рассчитывают амплитуду ускорения измеренного удара, а затем расчетное значение амплитуды удара сравнивают с заданным значением амплитуды эталонного удара. При этом должно быть выполнено условие, что амплитуда эталонного удара должна быть больше амплитуды измеренного удара, а полученное рассогласование между экспериментальным и заданными величинами амплитуд сравнивают с допустимым значением.Known RF patent No. 26494986 dated 02.15.2018, “Method for measuring impact on the mounting structure of aircraft equipment in the presence of vibration and shock loads in the process being measured”, which provides for the measurement of the total vibration and shock processes at the locations of airborne equipment (BO) at the ends wing and end parts of the aircraft fuselage with the use of converters, the sensitive elements of which respond to the acceleration that occurs at the attachment point of these converters, its recording on the recorder. Additionally, first, the processing of the total measurement information is performed to obtain the measured amplitude spectrum in a given range from the lower frequency to the upper one. For a given requirement in the terms of reference for the development of a BO, a reference shock with a duration and amplitude spectrum described by a well-known analytical expression calculates the cutoff frequency, beyond which the amplitude spectrum is 0. Then, within the range in the measured amplitude spectrum, a frequency with the maximum value of the amplitude spectrum is isolated. Identify the frequency with the calculated value of the frequencies. For this frequency, the ordinate of the amplitude spectrum of the reference shock is calculated from the known analytical expression for this spectrum in relative values, the acceleration amplitude of the measured shock is calculated, and then the calculated value of the shock amplitude is compared with the specified value of the amplitude of the reference shock. In this case, the condition must be fulfilled that the amplitude of the reference shock must be greater than the amplitude of the measured shock, and the obtained mismatch between the experimental and given values of the amplitudes is compared with the permissible value.

Однако данный способ предусматривает сопоставление реальных измеренных процессов и эталонных ударов в частотной области, представленных в виде спектров, но реальному процессу не всегда может быть сопоставлен в частотной области определенный эталонный удар в виде аналитической зависимости с целью сравнения.However, this method provides for the comparison of real measured processes and reference shocks in the frequency domain, presented in the form of spectra, but a specific reference shock in the form of an analytical dependence for the purpose of comparison cannot always be compared in the frequency domain.

Известна работа «Validation of vibration signals for diagnostics of mining machinery» («Проверка вибрационных сигналов с целью диагностики шахтного оборудования»),

Figure 00000001
Kepski, Tomasz Barszcz, «Diagnostyka - Applied Structura 1 Health, Usage And Condition Monitoring)), 4(64)/2012, в которой предлагается использовать различные способы проверки сигнала вибрации шахтного оборудования, например, правило минимальной энергии, основанное на вычислении среднеквадратичного значения анализируемого сигнала и сравнении его с заданным пороговым значением; правило динамики диапазона амплитуд, предусматривающее задание правильного диапазона измерений, соответствующего конкретному типу анализируемой технической системы; правило n-точек, основанное на сравнении максимального количества последовательных выборок в сигнале с одинаковыми значениями амплитуды с пороговым значением; правило Z-точек, основанное на определении максимального количества последовательных отсчетов сигнала с одинаковыми знаками, что может быть индикатором насыщения датчика; правило u-точек, основанное на определении количества уникальных выборок в сигнале вибрации.Known work "Validation of vibration signals for diagnostics of mining machinery"("Testing vibration signals for the diagnosis of mine equipment"),
Figure 00000001
Kepski, Tomasz Barszcz, “Diagnostyka - Applied Structura 1 Health, Usage And Condition Monitoring)), 4 (64) / 2012, which proposes the use of various methods for checking the vibration signal of mine equipment, for example, the minimum energy rule based on the calculation of the rms value the analyzed signal and comparing it with a given threshold value; the rule of the dynamics of the range of amplitudes, providing for setting the correct range of measurements corresponding to a particular type of the analyzed technical system; the n-point rule based on a comparison of the maximum number of consecutive samples in a signal with the same amplitude values with a threshold value; the rule of Z-points based on determining the maximum number of consecutive samples of a signal with the same signs, which can be an indicator of sensor saturation; u-point rule based on determining the number of unique samples in a vibration signal.

Однако данные методы сильно ориентированы на конкретный вид испытываемого на вибрацию оборудования.However, these methods are highly focused on the specific type of equipment tested for vibration.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении достоверности выделения ударных процессов из динамических нагрузок, измеренных в местах размещения бортового оборудования летательного аппарата, зарегистрированных во времени, и повышении точности определения параметров вибрационных нагрузок.The technical result to which the invention is directed is to increase the reliability of the allocation of shock processes from dynamic loads, measured at the locations of the onboard equipment of the aircraft recorded in time, and to increase the accuracy of determining the parameters of vibration loads.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе выделения ударных процессов из динамических нагрузок, включающем измерение вибрационных нагрузок в местах размещения бортового оборудования летательного аппарата с помощью вибрационных преобразователей, запись измерительной информации на регистратор, зарегистрированную информацию воспроизводят в виде центрированных относительно математического ожидания ординат виброускорения с получением записи по времени этой измерительной информации в течение проведения измерений вибрационных нагрузок. Выявляют резко выделяющиеся уровни ординат виброускорения измеренных нагрузок, определяют временной интервал действия каждого выделяющегося уровня между точками пересечения выделенного импульса с временной осью записи, определяют скорость импульса в виде произведения численного значения ординаты резко выделяющегося уровня виброускорения импульса на величину временного интервала. Сравнивают полученное значение скорости импульса с предварительно определенным допустимым пределом величины скорости импульса удара для конструкции летательного аппарата и принимают решение о принадлежности к удару резко выделяющегося уровня измеренного процесса при условии, если скорость импульса меньше установленного предела, и об отбраковке выделяющегося уровня, если скорость импульса больше установленного предела. При этом допустимые пределы величины скорости импульса удара для конструкции летательного аппарата определяются, исходя из нормативных требований к нагрузке в узлах крепления аппаратуры к конструкции летательных аппаратов при испытании на ударные воздействия и характеристик эталонных ударных воздействий.In order to achieve the named technical result in the proposed method for isolating shock processes from dynamic loads, including measuring vibration loads at the aircraft’s onboard equipment using vibration transducers, recording the measurement information to the recorder, the recorded information is reproduced in the form of ordinates of vibration acceleration centered relative to the mathematical expectation with obtaining time records of this measurement information during measurements of vibration loads. The sharply distinguished levels of the ordinates of vibration acceleration of the measured loads are detected, the time interval of each distinguished level between the points of intersection of the selected pulse with the time axis of the recording is determined, the pulse velocity is determined as the product of the numerical value of the ordinate of the sharply distinguished level of acceleration of the pulse by the value of the time interval. The obtained value of the pulse velocity is compared with a predetermined allowable limit of the magnitude of the impact pulse velocity for the aircraft structure and a decision is made on whether the shock level of the measured process belongs to the impact, provided that the pulse velocity is less than the set limit, and the rejection of the released level if the pulse velocity is greater set limit. In this case, the permissible limits of the impact pulse velocity for the aircraft structure are determined based on the regulatory requirements for the load at the attachment points of the equipment to the aircraft structure during impact testing and the characteristics of the standard impact impact.

Для оценки наличия одиночного удара в записи сигналов предлагается использовать следующие характеристики удара во временной области:To assess the presence of a single impact in the signal recording, it is proposed to use the following characteristics of the impact in the time domain:

- функциональную зависимость ускорения удара от времени, т.е. j(t);- functional dependence of shock acceleration on time, i.e. j (t);

- длительность процесса от начала удара до момента его окончания τ;- the duration of the process from the beginning of the impact until its end τ;

- импульс ускорения как интегральное значение ускорения за время длительности τ.- acceleration momentum as an integral value of acceleration over a time duration τ.

Figure 00000002
Figure 00000002

где v0 и vτ - соответственно начальная и конечная скорость в точке измерения процесса вибропреобразователем.where v 0 and v τ are the initial and final speeds at the process measurement point by the vibration transducer, respectively.

Данная интегральная характеристика представляет собой приращение скорости за время действия удара τ. Этим свойством предлагается воспользоваться для определения наличия удара в исследуемом процессе.This integral characteristic is an increment of velocity during the impact time τ. It is proposed to use this property to determine the presence of shock in the process under study.

В качестве иллюстрирующих примеров рассмотрим стандартные формы удара - синусоидальную и прямоугольную, как наиболее важные с практической точки зрения. Выражение для формы удара в виде полуволны синусоиды имеет вид:As illustrative examples, we consider the standard forms of impact - sinusoidal and rectangular, as the most important from a practical point of view. The expression for the shape of the shock in the form of a half-wave of a sinusoid has the form:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

jn - амплитуда ускорения удара,

Figure 00000005
j n is the amplitude of the acceleration of impact,
Figure 00000005

Форма изменения скорости удара соответственно выражается формулой:The shape of the impact velocity change is accordingly expressed by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где 0<t<τ.where 0 <t <τ.

Максимальное значение скорости для ударного синусоидального импульса ускорения равно («Защита аппаратов от динамических воздействий», М., «Энергия», 1970 г.):The maximum value of speed for a shock sinusoidal acceleration pulse is equal to (“Protection of apparatuses from dynamic influences”, M., “Energy”, 1970):

Figure 00000007
Figure 00000007

Выражение для формы удара прямоугольной формы имеет вид:The expression for the shape of the impact of a rectangular shape is:

j(t)=jn;j (t) = j n ;

где

Figure 00000008
Figure 00000009
Where
Figure 00000008
Figure 00000009

Форма изменения скорости удара:Shape of impact velocity change:

ν(t)=jnt, где 0<t<τ.ν (t) = j n t, where 0 <t <τ.

Максимальное значение скорости удара для ударного прямоугольного импульса ускорения равно:The maximum value of the impact velocity for a rectangular shock acceleration pulse is:

νn=jnτ.ν n = j n τ.

С целью определения допустимых пределов величины скорости импульса удара для конструкции летательного аппарата выполняют расчеты скорости параметров удара, установленных в нормативном документе «Квалификационные требования KT-160G/14G. Условия эксплуатации и окружающей среды для бортового авиационного оборудования. Требования, нормы и методы испытаний», АР МАК, 2015 г.:In order to determine the permissible limits of the magnitude of the speed of the impact pulse for the design of the aircraft, the speed of impact parameters calculated in the regulatory document “Qualification Requirements KT-160G / 14G. Operating and environmental conditions for avionics. Requirements, norms and test methods ”, IAC AR, 2015:

испытание на «функционирование»:test for "functioning":

амплитуда удара jn=6gimpact amplitude j n = 6g

длительность удара τ=20 мсimpact duration τ = 20 ms

удар полусинусоидальной формы;half-sinusoidal shock;

испытание на «безопасность разрушения»:test for "safety of destruction":

амплитуда удара jn=20gimpact amplitude j n = 20g

длительность удара τ=20 мсimpact duration τ = 20 ms

удар прямоугольной формы.Rectangular punch.

В этом документе в разделе 7.0 «Ударные эксплуатационные нагрузки и безопасность разрушения» указано, что «на воздушном судне в условиях его эксплуатации механические нагрузки, отнесенные к ударным, не должны превышать величину 6g, на которую испытано оборудование на функционирование до установки на воздушное судно».In this document, in section 7.0 “Shock operational loads and fracture safety” it is stated that “on an aircraft in the conditions of its operation, the mechanical loads attributed to shock should not exceed the value of 6g for which the equipment was tested for operation prior to installation on the aircraft” .

Испытания «на безопасность разрушения» имитируют по уровням ударного воздействия аварийную посадку и нормативные требования предъявляются к узлам крепления аппаратуры к конструкции воздушных судов.Tests of “safety of destruction” simulate an emergency landing in terms of impact levels and regulatory requirements are imposed on the attachment points of the equipment to the aircraft structure.

Максимальная скорость удара при испытаниях на «функционирование»:Maximum speed of impact during tests for "functioning":

Figure 00000010
Figure 00000010

С учетом верхнего допуска, равного 15%, ν=0,9 м/сGiven the upper tolerance of 15%, ν = 0.9 m / s

Максимальная скорость удара при испытании на «безопасность разрушения»:Maximum impact speed when tested for "safety of destruction":

νn=jn τ=20*9,8*0,02=3,92 м/с.ν n = j n τ = 20 * 9.8 * 0.02 = 3.92 m / s.

С учетом верхнего допуска, равного 15%, максимальная скорость удара будет составлять νmax=4,5 м/с.Given the upper tolerance of 15%, the maximum impact velocity will be ν max = 4.5 m / s.

Полученные значения νн выбирают в качестве признака для определения наличия однократных ударов в записях нагрузок от вибропреобразователей, установленных на воздушном судне в местах размещения бортового оборудования. При этом можно ввести коэффициент запаса К, принятый для авиационной техники, т.е. установленный предел принимается равным К*νmax..The obtained values of ν n are selected as a sign for determining the presence of single impacts in the records of loads from vibration transducers installed on the aircraft at the locations of the onboard equipment. In this case, you can enter the safety factor K, adopted for aircraft, i.e. the established limit is taken equal to K * ν max. .

Предлагаемый способ поясняется следующими фигурами:The proposed method is illustrated by the following figures:

на фиг. 1 показаны записи вибрационных процессов с наложением одиночных ударов перед взлетом и после посадки;in FIG. 1 shows records of vibrational processes with superposition of single impacts before takeoff and after landing;

на фиг. 2 показана запись виброударного процесса j(t);in FIG. 2 shows a record of the vibro-shock process j (t);

на фиг. 3 представлена блок-схема выделения ударных процессов из динамических нагрузок, где:in FIG. 3 shows a block diagram of the allocation of shock processes from dynamic loads, where:

1 - вибропреобразователь и регистратор;1 - vibration transducer and recorder;

2 - блок индентификации резко выделяющегося уровня виброускорений j(t) импульса виброускорений, записанного по времени;2 - an identification block of a sharply distinguished level of vibration accelerations j (t) of a vibration acceleration pulse recorded in time;

3 - блок определения временного интервала действия уровней виброускорений между точками пересечения выделяющегося импульса с временной осью записи;3 - unit for determining the time interval for the action of vibration acceleration levels between the points of intersection of the emitted pulse with the time axis of the record;

4 - блок определения величины скорости выделенного импульса;4 - block determining the magnitude of the speed of the selected pulse;

5 - блок заданных характеристик одиночных ударов при испытании «на функционирование», «на безопасность разрушения» по приращению скорости удара νн, vmax в местах размещения бортового оборудования ЛА;5 - a block of predetermined characteristics of single strokes during the test “for operation”, “for failure safety” by increment of the impact velocity ν n , v max at the locations of the onboard equipment of the aircraft;

6 - блок сравнения скорости выделяющегося импульса измеренных нагрузок νизм с установленным допустимым пределом величины скорости импульса νmax для конструкции самолета: νmax > νизм или νmax < νизм;6 is a block comparing the speed of the emitted pulse of the measured loads ν ISM with a set allowable limit of the value of the pulse velocity ν max for the aircraft structure: ν max > ν ISM or ν maxISM ;

7 - блок принятия решения;7 - decision block;

8 - блок исключения выделенного импульса из дальнейшей обработки.8 - block excluding the selected pulse from further processing.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В условиях испытательного полета ЛА в местах размещения бортового оборудования на конструкции его крепления выполняют измерения динамических нагрузок с применением вибропреобразователей и их запись на регистратор (1). Измеренные виброускорения с выхода блока (1) передают на вход блока (2), где формируют функциональную зависимость центрированного относительно математического ожидания ускорения удара от времени j(t) и идентифицируют в этой зависимости резко выделяющийся уровень виброускорений импульса, который затем поступает на вход блока (3), фиксирующего временной интервал действия резко выделяющегося уровня виброускорения и длительность действия этого уровня τ между точками пересечения выделяющегося импульса с временной осью записи виброускорений. В блоке (4) определяется величина скорости этого выделенного импульса как произведение численного значения ординаты резко выделяющегося уровня виброускорения импульса на величину временного интервала τ.Under the conditions of a test flight of an aircraft in places where on-board equipment is located on the structure of its mount, dynamic loads are measured using vibration transducers and recorded on a recorder (1). The measured vibration accelerations from the output of block (1) are transferred to the input of block (2), where they form a functional dependence of the acceleration of shock centered relative to the mathematical expectation on time j (t) and identify in this dependence a sharply distinguished level of pulse acceleration, which then arrives at the input of the block ( 3), fixing the time interval of the action of a sharply distinguished level of vibration acceleration and the duration of the action of this level τ between the points of intersection of the emitted pulse with the time axis of the recording of vibration acceleration . In block (4), the magnitude of the velocity of this selected pulse is determined as the product of the numerical value of the ordinate of the sharply distinguished level of vibration acceleration of the pulse by the value of the time interval τ.

Предварительно определенный допустимый предел величины скорости импульса удара для конструкции летательного аппарата νmax при испытании фиксируется в блоке (5) на основе заданных характеристик стандартных одиночных ударов при испытании «на функционирование», «на безопасность разрушения» по приращению скорости удара ν(t) в местах размещения бортового оборудования ЛА и передается в блок (6). В блоке (6) νmax сравнивают с полученным значением скорости импульса νизм, поступившим с выхода блока (4). Если в результате сравнения получено, что νизм < νmax, то в блоке (7) принимается решение о принадлежности к удару резко выделяющегося уровня измеренного процесса, этот уровень остается в записи измерений вибраций, и осуществляется переход на блок (2) с целью проведения дальнейшего анализа на наличие ударных процессов в измерительной информации. Если в результате сравнения получено, что νизм > νmax, то в блоке (7) принимается решение об исключении резко выделяющегося уровня из записи измерений, и это решение из блока (7) передается на блок (8) с целью отбраковки выделяющегося уровня, после чего осуществляется переход на блок (2) для проведения дальнейшего анализа.A predetermined allowable limit of the magnitude of the impact pulse velocity for the design of the aircraft ν max during the test is fixed in block (5) on the basis of the specified characteristics of standard single impacts during the test “for operation”, “for failure safety” according to the increment of the impact velocity ν (t) in locations of aircraft onboard equipment and is transmitted to the block (6). In block (6), ν max is compared with the obtained value of the pulse velocity ν ISM received from the output of block (4). If, as a result of the comparison, it was found that ν measmax , then in block (7) a decision is made on whether the shock-marked level of the measured process belongs to the shock, this level remains in the recording of vibration measurements, and the transition to block (2) is carried out with the aim of further analysis for the presence of shock processes in the measurement information. If, as a result of the comparison, it was found that ν meas > ν max , then in block (7) a decision is made to exclude a sharply distinguished level from the measurement record, and this decision from block (7) is transmitted to block (8) in order to reject the distinguished level, after which the transition to block (2) is carried out for further analysis.

Таким образом, признаком принадлежности резко выделяющихся уровней ординат измеренных нагрузок к удару является не математическая трактовка отношения таких уровней к генеральной совокупности, которой являются все ординаты нагрузок, а физическая величина скорости, вычисленная по данным этих выделяющихся уровней. При этом, если вычисленная скорость выше нормативного предела, полученного по допустимым для воздушных судов параметрам удара, то такие выделяющиеся уровни исключаются из дальнейшей обработки и считаются грубыми ошибками измерений, а если скорость ниже нормативного предела, то такие уровни считаются относящимися к ударам и подвергаются дальнейшей обработке.Thus, the sign of the belonging of sharply distinguished ordinates of the measured loads to the impact is not a mathematical interpretation of the ratio of such levels to the general population, which is all the ordinates of the loads, but the physical value of the speed calculated according to these distinguished levels. Moreover, if the calculated speed is higher than the normative limit obtained from the impact parameters acceptable for aircraft, then such distinguished levels are excluded from further processing and are considered gross measurement errors, and if the velocity is lower than the normative limit, then such levels are considered to be impacts and are subject to further processing.

Claims (1)

Способ выделения ударных процессов из динамических нагрузок, включающий измерение вибрационных нагрузок в местах размещения бортового оборудования летательного аппарата с помощью вибрационных преобразователей, запись измерительной информации на регистратор, отличающийся тем, что зарегистрированную информацию воспроизводят в виде центрированных относительно математического ожидания ординат виброускорения с получением записи по времени этой измерительной информации в течение проведения измерений вибрационных нагрузок, выявляют резко выделяющиеся уровни ординат виброускорения измеренных нагрузок, определяют временной интервал действия каждого выделяющегося уровня между точками пересечения выделенного импульса с временной осью записи, определяют скорость импульса в виде произведения численного значения ординаты резко выделяющегося уровня виброускорения импульса на величину временного интервала, сравнивают полученное значение скорости импульса с предварительно определенным допустимым пределом величины скорости импульса удара для конструкции летательного аппарата и принимают решение о принадлежности к удару резко выделяющегося уровня измеренного процесса при условии, если скорость импульса меньше установленного предела, и об отбраковке выделяющегося уровня, если скорость импульса больше установленного предела, при этом допустимые пределы величины скорости импульса удара для конструкции летательного аппарата определяются исходя из нормативных требований к нагрузке в узлах крепления аппаратуры к конструкции летательных аппаратов при испытании на ударные воздействия и характеристик эталонных ударных воздействий.A method for isolating shock processes from dynamic loads, including measuring vibration loads at the aircraft on-board equipment locations using vibration transducers, recording measurement information to a recorder, characterized in that the recorded information is reproduced in the form of ordinal vibration acceleration centered relative to the mathematical expectation with obtaining a time record this measurement information during the measurement of vibration loads, identify sharply distinguished levels of ordinates of vibration acceleration of the measured loads, determine the time interval of each distinguished level between the points of intersection of the selected pulse with the time axis of the recording, determine the pulse speed in the form of the product of the numerical value of the ordinate of the sharply distinguished level of vibration acceleration of the pulse by the value of the time interval, compare the obtained value of the pulse speed with a predefined allowable limit of the magnitude of the impact impulse velocity for the aircraft structure of the apparatus and make a decision about the impact of a sharply distinguished level of the measured process, provided that the pulse speed is less than the set limit, and rejection of the allocated level, if the pulse speed is greater than the set limit, while the allowable limits of the impact pulse speed for the aircraft design are determined based on regulatory requirements for the load in the attachment points of the equipment to the design of the aircraft during impact testing and character Teak reference impact.
RU2019125425A 2019-08-12 2019-08-12 Method for extraction of impact processes from dynamic loads RU2714897C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125425A RU2714897C1 (en) 2019-08-12 2019-08-12 Method for extraction of impact processes from dynamic loads

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125425A RU2714897C1 (en) 2019-08-12 2019-08-12 Method for extraction of impact processes from dynamic loads

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714897C1 true RU2714897C1 (en) 2020-02-20

Family

ID=69625732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125425A RU2714897C1 (en) 2019-08-12 2019-08-12 Method for extraction of impact processes from dynamic loads

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714897C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2399032C1 (en) * 2009-06-11 2010-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Федерального космического агентства "Опытное конструкторское бюро "Факел" Method of testing equipment on mechanical effects
RU2428670C1 (en) * 2009-11-30 2011-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method of picking up nonstationary signal
RU2644986C1 (en) * 2016-11-17 2018-02-15 Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Method of impact measurement on fastening structure of aircraft on-board equipment at presence of vibration and impact loads in measured process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2399032C1 (en) * 2009-06-11 2010-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Федерального космического агентства "Опытное конструкторское бюро "Факел" Method of testing equipment on mechanical effects
RU2428670C1 (en) * 2009-11-30 2011-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method of picking up nonstationary signal
RU2644986C1 (en) * 2016-11-17 2018-02-15 Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Method of impact measurement on fastening structure of aircraft on-board equipment at presence of vibration and impact loads in measured process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Validation of vibration signals for diagnostics of mining machinery" Kepski, Tomasz Barszcz, "Diagnostyka - Applied Structura 1 Health, Usage And Condition Monitoring", 4(64)/2012. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4745385B2 (en) Method and apparatus for monitoring aircraft structure
RU2704073C2 (en) Method and system for training acoustic or vibration analysis of machine
US4901575A (en) Methods and apparatus for monitoring structural members subject to transient loads
US4956999A (en) Methods and apparatus for monitoring structural members subject to transient loads
RU2566373C2 (en) System and method of measurement of fatigue for mechanical details of aircraft and aircraft maintenance method
US8060319B2 (en) Acoustic structural integrity monitoring system and method
US7263446B2 (en) Structural health management system and method for enhancing availability and integrity in the structural health management system
CA2952308C (en) Physical component fault diagnostics
CN106428617A (en) Integrated system and methods for management and monitoring of vehicles
US8478457B2 (en) Fatigue management system
KR101586039B1 (en) Advanced structual heath monitoring system for aircraft and method thereof
Paulraj et al. Structural steel plate damage detection using non destructive testing, frame energy based statistical features and artificial neural networks
RU2714897C1 (en) Method for extraction of impact processes from dynamic loads
US3620069A (en) Method and apparatus for measuring the damping characteristics of a structure
Mandache et al. Considerations on structural health monitoring reliability
RU2644986C1 (en) Method of impact measurement on fastening structure of aircraft on-board equipment at presence of vibration and impact loads in measured process
EP3106846A1 (en) Method for characterizing oscillations by means of machine vision techniques
Li et al. Operational modal analysis of structures by stochastic subspace identification with a delay index
CN115169162B (en) Method and device for predicting airplane vibration environment and computer readable storage medium
EP3078967A1 (en) A system and a method for detecting damage
CN100465606C (en) Device for indicating the level of flapping
Ksica et al. Application of piezoelectric sensors for structural health monitoring in aerospace
Levinski et al. An Innovative High-Fidelity Approach to Individual Aircraft Tracking
dos Santos et al. Modal strain energy based damage detection applied to a full scale composite helicopter blade
RU2816129C1 (en) Method for differential evaluation of damage stages of article made from composite material