一種高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于飛機(jī)飛行載荷實(shí)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法，步驟如下：一，通過機(jī)翼有限元計(jì)算分析，確定機(jī)翼氣動(dòng)載荷對(duì)機(jī)翼扭矩載荷影響的敏感結(jié)構(gòu)或部位；二，采用敏感扭矩電橋布片方案，扭矩電橋組合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼各剖面的扭矩載荷測(cè)試系統(tǒng)；三，依據(jù)氣動(dòng)載荷對(duì)機(jī)翼扭矩載荷影響的敏感結(jié)構(gòu)或部位，進(jìn)行扭矩載荷的地面校準(zhǔn)試驗(yàn)，通過地面校準(zhǔn)試驗(yàn)獲得外載荷與這些電橋應(yīng)變計(jì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換關(guān)系；四，進(jìn)行飛行載荷實(shí)測(cè)飛行試驗(yàn)，得到的飛行中電橋的應(yīng)變計(jì)信號(hào)得到機(jī)翼各剖面的扭矩載荷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：針對(duì)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷實(shí)測(cè)中的實(shí)施難點(diǎn)，解決了扭矩載荷飛行實(shí)測(cè)試驗(yàn)的實(shí)施問題，保證機(jī)翼扭矩載荷測(cè)試的準(zhǔn)確性與高精度。
【專利說明】一種高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命計(jì)算分析領(lǐng)域，涉及一種高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)計(jì)飛機(jī)使用的載荷主要是通過風(fēng)洞吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算并進(jìn)行彈性修正得到的。而載荷測(cè)試得到的載荷是飛機(jī)飛行的真實(shí)載荷。這兩種載荷肯定存在著一定差別，因此飛機(jī)設(shè)計(jì)師都希望通過實(shí)測(cè)得到飛行載荷，驗(yàn)證設(shè)計(jì)使用的載荷與真實(shí)載荷的一致性，并且進(jìn)一步修正設(shè)計(jì)載荷的計(jì)算方法。測(cè)試機(jī)翼某些剖面上的彎矩、扭矩和剪力是應(yīng)用最多的方式。測(cè)試的機(jī)翼剖面彎矩、扭矩是通過測(cè)試設(shè)備和在機(jī)翼測(cè)試剖面粘貼的彎矩和扭矩電橋得到的。在實(shí)際測(cè)試中，彎矩的測(cè)試結(jié)果一般能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而扭矩的測(cè)試結(jié)果往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或者測(cè)不出來，究其原因是扭矩載荷實(shí)測(cè)方法存在一定問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決以上問題，提供一種針對(duì)高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法，解決高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷實(shí)測(cè)過程中的測(cè)不到扭矩載荷或提高測(cè)試結(jié)果精度問題。
[0004]本方法主要解決的技術(shù)難點(diǎn):高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼測(cè)試剖面粘貼的扭矩電橋布片位置選定；高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼測(cè)試剖面扭矩電橋組橋方式；高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼測(cè)試剖面的扭矩應(yīng)變計(jì)電橋地面校準(zhǔn)技術(shù)方法。由于機(jī)翼的扭矩載荷是由機(jī)翼外端部逐漸向根部累積、傳遞的，它與機(jī)翼的傳力路徑密切相關(guān)，一般的簡單布片、組橋，將可能造成對(duì)于扭矩載荷的相應(yīng)不敏感，無法標(biāo)定扭矩載荷，或造成錯(cuò)誤的測(cè)試結(jié)果。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法，其特征包括如下步驟:
[0006]第一，確定機(jī)翼結(jié)構(gòu)的主傳力結(jié)構(gòu)或部位，重點(diǎn)是扭矩載荷的傳力路徑，通過機(jī)翼有限元計(jì)算分析，確定機(jī)翼氣動(dòng)載荷對(duì)機(jī)翼扭矩載荷影響的敏感結(jié)構(gòu)或部位；
[0007]第二，采用敏感扭矩電橋布片方案，扭矩電橋組合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼各剖面的扭矩載荷測(cè)試系統(tǒng)；
[0008]第三，依據(jù)氣動(dòng)載荷對(duì)機(jī)翼扭矩載荷影響的敏感結(jié)構(gòu)或部位，采用單點(diǎn)加載、多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載，進(jìn)行扭矩載荷的地面校準(zhǔn)試驗(yàn)，通過地面校準(zhǔn)試驗(yàn)獲得外載荷(各剖面的剪力、彎矩、扭矩)與這些電橋應(yīng)變計(jì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即校準(zhǔn)矩陣、反變換矩陣；
[0009]第四，進(jìn)行高機(jī)動(dòng)飛機(jī)飛行載荷實(shí)測(cè)飛行試驗(yàn)，高速采集機(jī)翼扭矩載荷電橋應(yīng)變計(jì)信號(hào)，使用這些轉(zhuǎn)換關(guān)系和測(cè)試得到的飛行中電橋的應(yīng)變計(jì)信號(hào)得到機(jī)翼各剖面的扭矩。
[0010]本方案的優(yōu)點(diǎn)是:針對(duì)高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷實(shí)測(cè)中的實(shí)施難點(diǎn)，解決了扭矩載荷飛行實(shí)測(cè)試驗(yàn)的實(shí)施問題，保證高機(jī)動(dòng)機(jī)翼扭矩載荷測(cè)試的準(zhǔn)確性與高精度，同時(shí)又具簡便性和可操作性。通過本方法，國內(nèi)首次完成了某型高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的高精度實(shí)測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是聞機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷傳遞的主傳力路線意圖
[0012]圖2是扭矩電橋布片方案示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0014]下面給出了某高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法的例子。
[0015]1.基于機(jī)翼傳力分析和機(jī)翼有限元計(jì)算分析，確定機(jī)翼扭矩載荷傳遞的主傳力路線為:機(jī)翼上下蒙皮1、梁腹板2、翼肋腹板3將機(jī)翼扭矩載荷以剪流的形式傳遞到機(jī)翼根部翼肋4、根部上下蒙皮5、根部翼梁6，氣動(dòng)載荷產(chǎn)生的扭矩通過作用在機(jī)翼根肋的剪流、機(jī)翼梁接頭的剪力傳遞到機(jī)身上，達(dá)到扭矩平衡。通過機(jī)翼有限元計(jì)算分析，確定機(jī)翼氣動(dòng)載荷對(duì)機(jī)翼扭矩載荷影響的敏感結(jié)構(gòu)=A-C梁間的上下蒙皮，梁、肋腹板，施加載荷的敏感部位:剛性軸兩側(cè)的翼肋與A、C梁交點(diǎn)處；
[0016]2.依據(jù)確定的敏感結(jié)構(gòu)，選擇敏感結(jié)構(gòu)上扭矩敏感部位，即肋腹板、上下蒙皮、I梁腹板，實(shí)施扭矩電橋布片方案，即:粘貼剪切應(yīng)變片，粘貼位置:在I梁、3梁與測(cè)量剖面的交線腹板外側(cè)、I梁、3梁間上下蒙皮分別粘貼，分別構(gòu)建扭矩應(yīng)變計(jì)全橋路電橋，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼各剖面的扭矩載荷測(cè)試系統(tǒng)；
[0017]3.采用單點(diǎn)加載、多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載，進(jìn)行扭矩載荷的地面校準(zhǔn)試驗(yàn)，對(duì)高速采集的應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸處理，獲得外載荷(各剖面的剪力、彎矩、扭矩)與這些電橋應(yīng)變計(jì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即反變換校準(zhǔn)矩陣；最后確定的用于計(jì)算測(cè)試載荷數(shù)據(jù)的反變換校準(zhǔn)矩陣K (3，6)如表 I ；
[0018]表1反變換校準(zhǔn)矩陣K (3，6) X 10E-2
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種高機(jī)動(dòng)飛機(jī)機(jī)翼扭矩載荷的實(shí)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一，確定機(jī)翼結(jié)構(gòu)的主傳力結(jié)構(gòu)或部位，重點(diǎn)是扭矩載荷的傳力路徑，通過機(jī)翼有限元計(jì)算分析，確定機(jī)翼氣動(dòng)載荷對(duì)機(jī)翼扭矩載荷影響的敏感結(jié)構(gòu)或部位； 第二，采用敏感扭矩電橋布片方案，扭矩電橋組合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼各剖面的扭矩載荷測(cè)試系統(tǒng)； 第三，依據(jù)氣動(dòng)載荷對(duì)機(jī)翼扭矩載荷影響的敏感結(jié)構(gòu)或部位，采用單點(diǎn)加載、多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載，進(jìn)行扭矩載荷的地面校準(zhǔn)試驗(yàn)，通過地面校準(zhǔn)試驗(yàn)獲得外載荷(各剖面的剪力、彎矩、扭矩)與這些電橋應(yīng)變計(jì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即校準(zhǔn)矩陣、反變換矩陣； 第四，進(jìn)行飛機(jī)飛行載荷實(shí)測(cè)飛行試驗(yàn)，高速采集機(jī)翼扭矩載荷電橋應(yīng)變計(jì)信號(hào)，使用這些轉(zhuǎn)換關(guān)系和測(cè)試得到的飛行中電橋的應(yīng)變計(jì)信號(hào)得到機(jī)翼各剖面的扭矩。
【文檔編號(hào)】B64F5/00GK103979119SQ201410154157
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】邱春圖 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所