一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置，弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置包括弹射拦阻冲击波形控制单元、伺服控制单元、传感单元、冲击载荷加载装置和液压动力单元；弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟方法中，通过波形预处理，实现参考波形在液压伺服驱动方式下试验加载可行；通过波形修正控制方法，提高了控制精度；本实用新型专利技术基于液压驱动方式，解决了GJB 150.18A

【技术实现步骤摘要】
一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置


[0001]本技术属于弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟
，具体涉及一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置。

技术介绍

[0002]弹射起飞和拦阻着陆(以下简称弹射拦阻)冲击试验用于验证安装在固定翼飞机上或飞机内的装备在承受弹射拦阻时的功能和结构的完好性。GJB 150.18A-2009《军用装备实验室环境试验方法第18部分：冲击试验》程序VIII 中规定：当没有测量数据时，采用阻尼正弦波来模拟弹射拦阻冲击载荷；当有测量数据时，采用时间历程波形来模拟弹射拦阻冲击载荷。然而，当前冲击试验基本不具备阻尼正弦波的冲击载荷模拟能力，尤其是三个方向的阻尼正弦波冲击载荷模拟能力。
[0003]根据调研，当前冲击试验主要采用三种方式进行，一是采用基本冲击试验条件来覆盖阻尼正弦波试验条件，缺点是造成过考核，不能准确模拟冲击试验条件；二是通过裁剪试验条件来近似处理，缺点是造成欠考核，也不能准确模拟冲击试验条件；三是采用气动方式分级加载来实现冲击试验条件的模拟，这种方式比较接近真实载荷工况，但是试验波形不是标准的阻尼正弦波，且试验准备时间长，多次冲击试验间隔时间长，试验效率低，试验重复性不好，难以保证多次冲击试验的一致性。
[0004]根据GJB 150.18A-2009提出的阻尼正弦波冲击试验条件可用公式(1)表示。
[0005]A(t)＝A
m
e-ξωt
sinωt,0≤t≤T
e
ꢀꢀ
(1)
[0006]式中，A为加速度；A
m
为加速度幅值；ξ为阻尼比；ω为圆频率；t为时间； T
e
为有效冲击时间。
[0007]如果按公式(1)产生数字加速度信号，对加速度信号进行数值积分得到速度和位移信号，设初始速度值和初始位移值为零。积分后的结果是：速度曲线除零时刻外，均在零线上方；位移曲线呈斜线不断上升。这样处理后的结果也导致了试验加载条件在工程上很难实现。
[0008]因此，专利技术一种能够大幅缩短位移同时又能精确模拟弹射拦阻冲击载荷的模拟装置是很有意义和应用前景的。

技术实现思路

[0009]本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置。
[0010]本技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0011]一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置，包括：
[0012]弹射拦阻冲击波形控制单元；弹射拦阻冲击波形控制单元包括用于将弹射拦阻参考波形处理为液压伺服驱动方式下可以加载波形的波形预处理模块和用于波形高精度控制的波形修正控制模块；
[0013]用于实现冲击载荷加载装置闭环控制的伺服控制单元；
[0014]用于测量冲击载荷加载装置的位移、加速度的传感单元；
[0015]用于实现弹射拦阻冲击载荷加载的冲击载荷加载装置；传感单元安装在冲击载荷加载装置上；弹射拦阻参考波形从波形预处理模块的信号输入端输入，波形预处理模块的信号输出端与波形修正控制模块的信号输入端连接，伺服控制单元的信号输入端分别与波形修正控制模块的信号输出端和传感单元的信号输出端连接，伺服控制单元的信号输出端与冲击载荷加载装置的信号输入端连接。
[0016]本技术的有益效果在于：
[0017]本申请全面解决了GJB 150.18A-2009《军用装备实验室环境试验方法，第 18部分：冲击试验》程序
Ⅷ
中所规定的阻尼正弦波和时间历程波形的加载和控制问题，能够大幅缩短位移同时又能精确模拟弹射拦阻冲击载荷，具有重复性好、试验效率高等特点。
附图说明
[0018]图1是本申请中的模拟装置的结构框图；
[0019]图2是本申请中的模拟装置的结构示意图；
[0020]图3是本申请中的加速度前补偿法处理后的参考波形；其中，a是位移；b 是速度；c是加速度；
[0021]图4是本申请中的速度前补偿法处理后的参考波形；其中，a是位移；b是速度；c是加速度；
[0022]图5是本申请中的最大位移拟合法处理后的参考波形；其中，a是位移；b 是速度；c是加速度；
[0023]图6是本申请中反馈积分法的单自由度模型图；
[0024]图7是本申请中的弹射拦阻冲击装置工作流程图。
[0025]图中：
[0026]1-弹射拦阻冲击波形控制单元；11-波形预处理模块；12-波形修正控制模块；
[0027]2-伺服控制单元；21-实时控制模块；22-信号调理模块；
[0028]31-位移传感器；32-加速度传感器；33-压差传感器；34-温度传感器；
[0029]4-水平冲击载荷加载单元；41-第一液压缸；42-第一伺服阀及阀块组件；43-连接装置；44-第一台面；45-导向装置；
[0030]5-竖向冲击载荷加载单元；51-第二液压缸；52-第二伺服阀及阀块组件； 53-第二台面；54-防转装置；
[0031]6-液压动力单元；61-液压动力源；62-辅助动力源。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本技术作进一步说明：
[0033]如图1和图2所示，一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置，包括：
[0034]弹射拦阻冲击波形控制单元1；弹射拦阻冲击波形控制单元1包括用于将弹射拦阻参考波形处理为液压伺服驱动方式下可以加载波形的波形预处理模块11 和用于波形高精度控制的波形修正控制模块12；
[0035]用于实现冲击载荷加载装置闭环控制的伺服控制单元2；
[0036]用于测量冲击载荷加载装置的位移、加速度的传感单元3；
[0037]用于实现弹射拦阻冲击载荷加载的冲击载荷加载装置；传感单元3安装在冲击载荷加载装置上；弹射拦阻参考波形从波形预处理模块11的信号输入端输入，波形预处理模块11的信号输出端与波形修正控制模块12的信号输入端连接，伺服控制单元2的信号输入端分别与波形修正控制模块12的信号输出端和传感单元3的信号输出端连接，伺服控制单元2的信号输出端与冲击载荷加载装置的信号输入端连接。
[0038]在波形预处理模块11中集成了波形预处理方法，波形预处理模块是用于将弹射拦阻参考波形处理为液压伺服驱动方式下可以加载波形；
[0039]在波形修正模块12集成了波形修正控制方法，用于波形高精度控制。
[0040]传感单元3用于测量冲击载荷加载装置的位移、加速度信号，将所测信号反馈到弹射拦阻冲击波形控制单元1和所述伺服控制单元2，参与试验控制。
[0041]如图1和图2所示，冲击载荷加载装置包括：
[0042]用于实现水平方向弹射拦阻冲击载荷加载的水平冲击载荷加载单元4；水平冲击载荷加载单元4包括第一液压缸41、第一伺服阀及阀块组件42、连接装置 43、第一台面44和导向装置45；第一伺服阀及阀块组件42安装在第一液压缸 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置，其特征在于，包括：弹射拦阻冲击波形控制单元(1)；弹射拦阻冲击波形控制单元(1)包括用于将弹射拦阻参考波形处理为液压伺服驱动方式下可以加载波形的波形预处理模块(11)和用于波形高精度控制的波形修正控制模块(12)；用于实现冲击载荷加载装置闭环控制的伺服控制单元(2)；用于测量冲击载荷加载装置的位移、加速度的传感单元(3)；用于实现弹射拦阻冲击载荷加载的冲击载荷加载装置；传感单元(3)安装在冲击载荷加载装置上；弹射拦阻参考波形从波形预处理模块(11)的信号输入端输入，波形预处理模块(11)的信号输出端与波形修正控制模块(12)的信号输入端连接，伺服控制单元(2)的信号输入端分别与波形修正控制模块(12)的信号输出端和传感单元(3)的信号输出端连接，伺服控制单元(2)的信号输出端与冲击载荷加载装置的信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷模拟装置，其特征在于，冲击载荷加载装置包括：用于实现水平方向弹射拦阻冲击载荷加载的水平冲击载荷加载单元(4)；水平冲击载荷加载单元(4)包括第一液压缸(41)、第一伺服阀及阀块组件(42)、连接装置(43)、第一台面(44)和导向装置(45)；第一伺服阀及阀块组件(42)安装在第一液压缸(41)上，第一液压缸(41)通过连接装置(43)与第一台面(44)相连，导向装置(45)用于约束第一台面(44)沿单一方向运动；试验时试件安装在第一台面(44)上，第一伺服阀及阀块组件(42)用于控制第一液压缸(41)对第一台面(44)及其上的试件施加冲击荷载；用于实现竖直方向弹射拦阻冲击载荷加载的竖向冲击载荷加载单元(5)；竖向冲击载荷加载单元(5)包括第二液压缸(51)、第二伺服阀及阀块组件(52)、第二台面(53)和防转装置(54)；第二伺服阀及阀块组件(52)安装于第二液压缸(51)上，第二液压缸(51)与第二台面(53)连接；防转装置(54)的两端分别安装于第二液压缸(51)和第二台面(53)上，对第二台面(53)进行约束，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平，李晓琳，王珏，毛勇建，郑敏，严侠，汤朋朋，牛宝良，胡勇，李明海，陈颖，李思忠，刘伟，刘谦，王宇飞，代明香，王东升，邓婷，陈如明，汤紫峰，王易君，邓志刚，袁彪，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：新型
国别省市：