减速器应变测试装置及数据处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术减速器应变测试装置及数据处理方法，由应变片、应变采集器、含有峰谷处理器和雨流计数器的数据处理系统、损伤及剩余寿命计算器、报警蜂鸣器和显示器依次连接组成。其数据处理方法为贴应变片－峰－谷预处理－雨流计数－损伤计算－损伤累积计算。本发明专利技术的减速器应变测试装置及数据处理方法的优点是：监测装置结构简单，体积小，数据存储最少，数据处理速度快，精度高，自动批处理和显示数据采集、处理进程和结果，操作简单，直接安装到飞机上，由飞行员在飞行时实时监控和自动报警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及减速器的测试及数据处理，具体涉及直升飞机发动机 减速器的应变测试装置及数据处理方法。技术背景直升飞机靠旋翼旋转时产生的升力进行飞行，旋翼旋转的动力由 发动机提供，发动机的动力通过减速器传到旋翼轴上,从而驱动旋翼 旋转，减速器是直升飞机的重要部件。减速器是由齿轮传动系统组成， 它将发动机高转速减速以满足旋翼要求的转速。在飞行中减速器会产 生损伤，随着飞行时数的增加减速器各零件的损伤也在增加，使用 寿命逐渐减少。零部件损伤程度和剩余寿命，是由实验计算和使用经 验积累获得并在此基础上编制维护资料，它规定了维护的时间间隔并 提供了减速器各零件的寿命值。虽然这些数据对保证直升飞机的飞行 起到了重要的作用，但是该资料无通用性。对于不同用途、不同型号 的直升飞机，随着飞行时数的增加，各零部件的损伤程度也不同，仅 依靠维护资料来预估每次飞行后各个重要的零部件损伤程度及剩余 寿命，不能及时准确地提供零部件损伤程度及剩余寿命。尤其是遇有 大载荷的特殊任务时，难于保障飞行的正常安全进行。为保证飞行的 安全，提高直升飞机的出勤率和机动性，对直升飞机发动机减速器各 零部件的损伤程度及剩余寿命进行实时监控是非常重要的，这就要有一套测试装置和数据处理系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单，体积小，安装方便，操作简 单，能实时自动监测直升飞机发动机减速器零部件损伤和寿命的减速 器应变测试装置及其数据处理方法。本专利技术是通过如下技术实现以上目的的。本专利技术的减速器应变测试装置，包括应变片，应变采集器，含 有峰谷处理器和雨流计数器的数据处理系统，损伤与寿命计算器，报 警蜂鸣器和显示器并依次连接组成。减速器应变测试数据处理方法，其所述方法的步骤如下(1) 、贴应变片在被检测的零部件上贴上应变片，应变采集器通过应变片以一定的时间间隔连续获得贴片部位的应变大小或经标定后的载荷大小，并转换成数值信号，生成含各零部件载荷或应变值的数据文件，输入到 含峰谷处理器和雨流计数器的数据处理系统；(2) 、峰-谷预处理以一定的时间间隔采集应变数据，将采集到的随时间变化的数据点连接成应变-时间历程曲线，去掉相邻峰谷间的中间点，保留峰谷 占.八、、9(3) 、雨流计数将只保留峰-谷点的应变-时间坐标系连同历程曲线顺时针旋转 90度，使时间坐标朝下，应变坐标朝右，在新坐标系下，以绝对值最大点为分割点，将整个应变-时间历程曲线分为上下两段，将上下 两段互换位置，这些应变值依次从每个峰或谷的内侧向下落，形成雨 流，当下落的应变值遇到来自上层落下的应变值时，即行停止，既完成了一个循环计数；根据寿命计算公式获得零件的寿命值;式中S为交变应力幅值 ^为疲劳极限H, A， B， C为S^"N曲线的形状参数 N为与S值相对应的破坏循环数，即寿命值 (4)、损伤计算杼据公式 A=lTV,式中D/为第/次损伤值，N/为第/次寿命值，下标/表示第/次飞行；(5)、损伤累积计算 根据公式^ =五/),式中D为损伤累积值当"=1时，剩余寿命减少到零，零件到寿，更换或修复。本专利技术的的优点是监测 装置结构简单，体积小，数据存储量少，数据处理速度快，精度高， 自动批处理和显示数据采集、处理进程和结果，操作简单，直接安装 到飞机上，由飞行员在飞行时实时监控和自动报警。附图说明图1是本专利技术的减速器应变测试装置流程图 图2应变随时间变化时间历程3峰-谷预处理后应变随时间变化历程图 图4应变随循环次数变化中1、应变采集器，2、数据处理系统，3、峰谷处理器，4、 雨流计数器，5、损伤与寿命计算器，6、显示器，7、应变片，8、报 警蜂鸣器。具体实施方式由图1可见，本专利技术的减速器应变测试装置由应变采集器l，数 据处理系统2，损伤与寿命计算器5，显示器6，应变片7，报警蜂鸣 器8连接组成。数据处理系统2内含有峰谷处理器3和雨流计数器4。 减速器应变测试数据处理方法，其所述方法的步骤如下(1) 、贴应变片应变片7贴在被检测减速器的零件上，应变采集器1通过应变 片7以一定的时间间隔(如每过0.001秒将测到的值保存起来，1秒 钟内将有1000个按时间顺序排列的测试的数据)连续获得贴片部位 的应变大小或经标定后的载荷大小，并转换成数值信号，生成含各零 部件载荷或应变值的数据文件，应变随时间变化的时间历程图(如图 2所示)，输入到含峰谷处理器3和雨流计数器4的数据处理系统2;(2) 、峰-谷预处理以一定的时间间隔(如每过0.001秒将测到的值保存起来，l秒 钟内将有iooo个按时间顺序排列的测试的数据)采集应变数据，将采集到的随时间变化的数据点连接成应变-时间历程曲线，峰谷处理器3将应变随时间变化时间历程图(如图2所示)去掉相邻峰谷间的 中间点，保留峰谷点，得到应变随时间变化的时间历程图(如图3所 示)；(3)、雨流计数雨流计数器4将只保留峰-谷点的应变-时间历程图(如图3所示)坐标顺时针旋转90度，使时间坐标朝下，应变坐标朝右，在新坐标系下，以绝对值最大点为分割点，将整个应变-时间历程曲线分为上下两段，将上下两段互换位置，此时起点和终点的值相等，且具有最大的绝对值(如图4所示)，这些具有最大的绝对值的应变值依次从每个峰或谷的内侧向下落，形成雨流，当下落的应变值遇到来自上层落下的应变值时，即行停止，既完成了一个峰谷循环的雨流计数处理，如此反复直至完成所有的循环计数，并获得各循环的幅值；根据寿命计算公式<formula>formula see original document page 8</formula>式中S为交变应力幅值，其值为-306——475 ^为疲劳极限，其值为319.8H， A, B， C为S~"N曲线的形状参数，与材料、工艺、受力形式、平均应力、应力集中、微动磨损等因素有关，由试验确定 H为l.O， A为29. 84， B为0.3316， C为12. 0N为与S值相对应的破坏循环数，即零件的寿命值(4)、损伤计算 根据公式<formula>formula see original document page 9</formula>式中Df为第/次损伤值，N/为第/次寿命值，下标/表示第/次飞行；(5)、损伤累积计算 损伤累积计算式式中D损伤累积值 当D大于等于0.99时，报警蜂鸣器8自动报警，并在飞行时可在 显示器6实时监控，提示飞行员减速器的零件损伤严重，已达到寿命 极限，立即停飞进行维护检査。权利要求1、一种减速器应变测试装置，其特征在于包括有应变采集器(1)，含有峰谷处理器(3)和雨流计数器(4)的数据处理系统(2)，损伤与寿命计算器(5)，显示器(6)，应变片(7)和报警蜂鸣器(8)连接组成。2、 一种减速器应变测试数据处理方法，其特征在于所述方法的步骤如下(一) 、贴应变片在被检测的零部件上贴上应变片(7)，应变采集器通过应变片以一定的时间间隔连续获得贴片部位的应变大小或经标定后的载荷大 小，并转换成数值信号，生成含各零部件载荷或应变值的数据文件，输入到含峰谷处理器(3)和雨流计数器(4)的数据处理系统(2);(二) 、峰-谷预处理以 一定的时间间隔采集应变数据，将采集到的随时间变化的数据 点连接成应变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减速器应变测试装置，其特征在于：包括有应变采集器（１），含有峰谷处理器（３）和雨流计数器（４）的数据处理系统（２），损伤与寿命计算器（５），显示器（６），应变片（７）和报警蜂鸣器（８）连接组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡显新，徐华，金向明，龙海跃，龚立峰，吴春来，
申请(专利权)人：中国航空动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]