一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备及实验方法技术

本发明专利技术涉及飞机线束实验技术领域，特别是涉及一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备及实验方法，包括实验台、信号采集装置、至少两个夹持装置和至少一个激振装置，可预设飞机线束与线束磨损实验对象之间的安装间距，并利用激振器加载振动环境，对飞机线束进行直接激振，使得飞机线束安装区域获得满足工况要求的振动状态，用以开展飞机线束防磨工艺研究。通过本试验设备和实验方法，能实现实时监测飞机线束状态，收集不同工况下飞机线束的受力情况，为飞机线束防磨工艺提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备及实验方法
本专利技术涉及飞机线束实验
，特别是涉及一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备及实验方法。
技术介绍
现代先进电传飞机均以线束作为媒介将分散在飞机各个舱位的机载设备进行连接，用以传递信息和能量。线束作为飞机系统的神经网络，其装机质量直接影响飞机整体功能和性能发挥的可靠性，甚至会给飞机的安全性造成不利的影响。在民用/军用飞机电气线路互联系统中，需采用有效的手段防止线束与线束、线束与结构或是线束与设备之间的有害磨损。线束装配质量尤为重要。与军/民用大飞机相比，战斗机由于机体结构限制，舱位狭窄，在线束敷设安装时，可能在过框处、间隙不足处与结构发生干涉，或者由于飞机高频率振动致使线束抖动的最大包络体与飞机结构件的间隙小于等于零，则会造成飞机线束与结构之间的直接磨损，降低线束的使用寿命和信号的传输质量。现有技术中，对飞机线束磨损的研究还不成熟，需要更好研究合理的线束防磨工艺，包括线束的防磨材料性能和线束安装间隙等。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备及实验方法，能模拟实际工况条件，实验出飞机线束在各工况条件下的磨损情况，为飞机线束防磨工艺提供数据支撑。本专利技术是通过采用下述技术方案实现的：一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备，其特征在于：包括实验台、信号采集装置、至少两个夹持装置和至少一个激振装置；所述夹持装置上铰接有立板，立板上连接有用于固定飞机线束或线束磨损实验对象的固定件；所述激振装置包括安装板和信号发生系统，所述信号发生系统包括依次电连接的激振器、功率放大器和信号发生器；所述夹持装置和安装板都通过滑槽与滑块的配合实现与实验台滑动连接；所述激振器位于安装板上，且能相对于安装板旋转；所述激振器的顶杆在水平方向或垂直方向对飞机线束施加振动；所述信号采集装置包括应变片、信息处理机和上位机，所述信息处理机包括依次电连接的信号调理器、AD转换器和数字信号处理器，所述信息处理机通过通信电缆与信号发生器相连，所述信号调理器通过信号采集电缆与应变片相连。所述激振装置设有两个，一个用于对飞机线束施加水平方向的振动，另一个用于对飞机线束施加竖直方向上的振动。所述飞机线束上还设有卡箍件，所述激振器的顶杆与卡箍件螺纹连接。所述实验台上设有若干间隔均匀滑槽，所述夹持装置和安装板的下表面都设有两个与滑槽相匹配的滑块，两个滑块之间的间距与相邻两根滑槽之间的间距相匹配。所述滑槽沿实验台的长度方向均匀设置，且该滑槽贯穿实验台的宽度方向。一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：a.安装夹持装置，将飞机线束和线束磨损实验对象分别固定在夹持装置上，调整飞机线束和线束磨损实验对象之间的相对位置，记录二者之间的间距W，选定测试点，将应变片粘贴在位于测试点的飞机线束外护套表面；b.安装激振装置，调整安装板的和激振器顶杆的位置，将激振装置和信号采集装置连接一起；c.激振装置工作：上位机输入指令，并通过信息处理机及通信电缆传输至信号发生器，经功率放大器将指令施加至激振器，通过激振器的顶杆持续对飞机线束施加平方向或垂直方向的振动，记录振动量Z；d.信号采集装置监测并记录飞机线束上测试点附近的应力值变化ε；e.振动结束，记录振动时间T，观察、测量和记录飞机线束的磨损量L，并将该磨损量L与该工况下的设计磨损允许量S做对比。所述激振装置还包括工况分析系统，所述步骤c中振动量Z通过工况分析系统分析飞机线束的工作环境来决定其电压、频率和相位。还包括步骤f，在间距W、振动量Z和振动时间T这三个要素中改变其中至少一个要素，重复步骤a-e，建立间距W-振动量Z-振动时间T-磨损量L的参数数据统计表，并保存至上位机中的数据库中，用于后期的数据显示和数据调用。所述步骤d中信号采集装置监测并记录飞机线束上测试点附近的应力值变化ε，应力值ε具体通过以下方程进行求解：其中，σmax为飞机线束的总应力值，σxmax为测试点x向应力值，σymax为测试点y向应力值，所述kd为动态应变仪系数，ty为应变片灵敏度系数，E(Tw,Aw,Jt)为实验段的线束弹性模量，εymax为应变片测量的y方向的应变最大值，εxmax为应变片测量的x方向的应变最大值。所述步骤a中将应变片粘贴在位于测试点的飞机线束外护套表面具体包括以下步骤：a1.将飞机线束上需要粘贴应变片的粘贴点进行打磨使表面粗糙，再利用丙酮和酒精进行清洗；a2.每个测试点处粘贴有两个应变片，分别测量测试点x向和y向的应力值，粘贴时，应变片的长度方向与飞机线束的轴向保持一致。与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：1、本专利技术包括实验台、夹持装置、激振装置和信号采集装置，所述夹持装置和安装板都通过滑槽与滑块的配合与实验台滑动连接，可以搭建完成多自由度、安装固定各种大小、形状和安装形式的飞机线束磨损实验台。实验台及其夹持装置能共同作用，可以用于模拟飞机线束在机上的安装状态，包括预设飞机线束与线束、飞机线束与管路、飞机线束与飞机结构或飞机线束与设备之间的间隙，预设飞机线束弯曲半径和飞机线束敷设路径等。能够模拟各种实际工况条件，实验出飞机线束在各工况条件下的磨损情况，为飞机线束防磨工艺提供数据支撑。同时，所述夹持装置上铰接有立板，立板上连接有用于固定飞机线束或线束磨损实验对象的固定件，通过调节立板与夹持装置之间的夹角，能够对飞机线束与线束磨损实验对象的角度进行微调。激振器位于安装板上，且能相对于安装板旋转，使得激振器可以以灵活的方式安装在安装板上，实现激振器的顶杆的位置角度可调，便于更好的施加振动。2、激振装置设有两个，一个用于对飞机线束施加水平方向的振动，另一个用于对飞机线束施加竖直方向上的振动，便于模拟多维度的激振工作状况。3、飞机线束上还设有卡箍件，所述激振器的顶杆与卡箍件螺纹连接，便于激振器实现对飞机线束的激振。4、实验台上设有若干间隔均匀滑槽，夹持装置和安装板的下表面都设有两个与滑槽相匹配的滑块，在夹持装置和安装板移动时，依靠两根滑槽和滑块的配合，使得移动更加稳定。5、滑槽贯穿实验台的宽度方向，便于将夹持装置和安装板放置上的滑块从滑槽的两端滑入，便于夹持装置和安装板的安装。滑槽沿实验台的长度方向均匀设置，便于灵活调整夹持装置和安装板彼此间的位置。6、本实验方法，可预设飞机线束与线束磨损实验对象之间的安装间距，并利用激振器加载振动环境，对飞机线束进行直接激振，使得飞机线束安装区域获得满足工况要求的振动状态，用以开展飞机线束防磨工艺研究。并且在实验过程中，通过测试飞机线束所受应力情况，实现实时监测飞机线束状态，收集不同工况下飞机线束的受力情况，作为基础数据为进一步开展飞机线束工作时物理性能分析做准备。7、所述激振装置还包括工况分析系统，通过分析飞机线束的工作环境，得到该飞机线束所需的振动要求，得到信号发生系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备，其特征在于：包括实验台(1)、信号采集装置、至少两个夹持装置(2)和至少一个激振装置；所述夹持装置(2)上铰接有立板(14)，立板(14)上连接有用于固定飞机线束或线束磨损实验对象的固定件；所述激振装置包括安装板和信号发生系统，所述信号发生系统包括依次电连接的激振器(4)、功率放大器和信号发生器(9)；所述夹持装置(2)和安装板都通过滑槽(15)与滑块(6)的配合实现与实验台(1)滑动连接；所述激振器(4)位于安装板上，且能相对于安装板旋转；所述激振器(4)的顶杆在水平方向或垂直方向对飞机线束施加振动；所述信号采集装置包括应变片(3)、信息处理机(8)和上位机(7)，所述信息处理机(8)包括依次电连接的信号调理器、AD转换器和数字信号处理器，所述信息处理机(8)通过通信电缆(10)与信号发生器(9)相连，所述信号调理器通过信号采集电缆(11)与应变片(3)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备，其特征在于：包括实验台(1)、信号采集装置、至少两个夹持装置(2)和至少一个激振装置；所述夹持装置(2)上铰接有立板(14)，立板(14)上连接有用于固定飞机线束或线束磨损实验对象的固定件；所述激振装置包括安装板和信号发生系统，所述信号发生系统包括依次电连接的激振器(4)、功率放大器和信号发生器(9)；所述夹持装置(2)和安装板都通过滑槽(15)与滑块(6)的配合实现与实验台(1)滑动连接；所述激振器(4)位于安装板上，且能相对于安装板旋转；所述激振器(4)的顶杆在水平方向或垂直方向对飞机线束施加振动；所述信号采集装置包括应变片(3)、信息处理机(8)和上位机(7)，所述信息处理机(8)包括依次电连接的信号调理器、AD转换器和数字信号处理器，所述信息处理机(8)通过通信电缆(10)与信号发生器(9)相连，所述信号调理器通过信号采集电缆(11)与应变片(3)相连。


2.根据权利要求1所述的一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备，其特征在于：所述激振装置设有两个，一个用于对飞机线束施加水平方向的振动，另一个用于对飞机线束施加竖直方向上的振动。


3.根据权利要求1或2所述的一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备，其特征在于：所述飞机线束上还设有卡箍件，所述激振器(4)的顶杆与卡箍件螺纹连接。


4.根据权利要求3所述的一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备，其特征在于：所述实验台(1)上设有若干间隔均匀滑槽，所述夹持装置(2)和安装板的下表面都设有两个与滑槽相匹配的滑块，两个滑块之间的间距与相邻两根滑槽之间的间距相匹配。


5.根据权利要求4所述的一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备，其特征在于：所述滑槽沿实验台的长度方向均匀设置，且该滑槽贯穿实验台(1)的宽度方向。


6.利用权利要求1或5所述的一种多工况模拟的飞机线束磨损实验设备的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.安装夹持装置(2)，将飞机线束和线束磨损实验对象分别固定在夹持装置(2)上，调整飞机线束和线束磨损实验对象之间的相对位置，记录二者之间的间距W，选定测试点，将应变片(3)粘贴在位于测试点的飞机线束外护套表面；
b.安装激振装置，调整安装板的和激...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹阳，张永建，谢银，唐健钧，丁晓，叶波，刘禹宏，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51