發(fā)動機(jī)的外管是航空發(fā)動機(jī)的主要部件，其振動系數(shù)是發(fā)動機(jī)管和管支斷裂的主要原因。由于管道系統(tǒng)工作環(huán)境中溫度的頻繁變化和載荷的復(fù)雜性，管道的使用壽命和管道所承受的振動應(yīng)力，裝配引起的初始應(yīng)力和焊接裝配過程引起的損傷程度與許多其他因素密切相關(guān)，在每次試驗中，整個發(fā)動機(jī)的振動值都是不同的。這些因素將導(dǎo)致同一管道在不同的時間被測量。在應(yīng)力、振動頻率、共振速度等方面存在差異。因此，管道的振動應(yīng)力試驗須在發(fā)動機(jī)生產(chǎn)完成前進(jìn)行，以確定發(fā)動機(jī)的可*性。

在試驗過程中，對原型導(dǎo)管提出了三種改進(jìn)方案，并分別測試了原型導(dǎo)管和改良導(dǎo)管的動應(yīng)力，并對試驗結(jié)果進(jìn)行了比較，得出了*佳的改進(jìn)方案。這三種方案是：

1.將原型導(dǎo)管由"u"改為"Ω"作為1導(dǎo)管。

2.原"U"導(dǎo)管上的壓力測量接頭取消為2導(dǎo)管。

3.將原"U"導(dǎo)管上的所有*件材料改為GH536，作為3導(dǎo)管。

試驗器材

常溫應(yīng)變片、JH電阻應(yīng)變儀

測試過程

應(yīng)變片粘貼

在粘貼應(yīng)變片之前，需要先將導(dǎo)管的貼片部位進(jìn)行打磨，用酒精和丙酮擦拭，以保持粘貼部位的清潔。應(yīng)變計粘貼后，需要加壓、加溫固化處理。將處理的應(yīng)變片進(jìn)行導(dǎo)線焊接，引線按照三線制進(jìn)行。在管道系統(tǒng)中，應(yīng)變片一般粘在管道兩端和中間部位的管接頭焊縫處，應(yīng)變片的絲柵方向沿管道的軸向，為了確定測試到管路的*大動應(yīng)力，在每個試驗段上粘貼了兩個應(yīng)變片。兩種應(yīng)變片沿圓周方向的差值為90°，截面振動應(yīng)力為兩種應(yīng)變片測量值的合力。

三線連接

在非常溫條件下應(yīng)變測量時，導(dǎo)線電阻受溫度變化的影響產(chǎn)生熱輸出，許多場合下很難準(zhǔn)確模擬出導(dǎo)線所要經(jīng)歷的溫度變化狀態(tài)，采用導(dǎo)線的三線鏈接方法來消除導(dǎo)線熱輸出的影響。在每個應(yīng)變計引線上接出三根尺寸、長度和材料相同的導(dǎo)線，由于工作臂和補(bǔ)償臂中的導(dǎo)線電阻相等，并處于同樣的溫度變化狀態(tài)中，所產(chǎn)生的電阻變化能夠互相抵消，起到溫度補(bǔ)償作用。在批產(chǎn)發(fā)動機(jī)的導(dǎo)管動應(yīng)力試驗中，由于試車臺內(nèi)溫度變化較大，因此也采用三線法連接導(dǎo)線。

測試方法

在工程實踐中，通常采用電阻應(yīng)變計測量導(dǎo)管在工作過程中產(chǎn)生的應(yīng)變，從而確定其應(yīng)力的大小。振動應(yīng)力測量一般采用電測法，即將粘貼應(yīng)變計的被測導(dǎo)管安裝在發(fā)動機(jī)上，再將應(yīng)變計的引線通過屏蔽導(dǎo)線連接到動態(tài)應(yīng)變儀上，通過動態(tài)應(yīng)變儀對采集信號放大調(diào)理，再將調(diào)理后的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集前端進(jìn)行采集，通過FFT變換進(jìn)行數(shù)據(jù)計算與分析。

粘貼在被測*件上的電阻應(yīng)變計感受*件振動變形，產(chǎn)生電阻變化，電阻變化引起電路輸出電壓變化。通過胡克定律計算振動應(yīng)力值，而應(yīng)變量與輸出電壓成線性關(guān)系，通過測量輸出電壓變化間接測量出*件振動應(yīng)力值。由于測試主應(yīng)力方向不明確，應(yīng)將兩點的應(yīng)力值按進(jìn)行合成應(yīng)力計算。如果同一轉(zhuǎn)速下有兩個或兩個以上激振頻率的振動應(yīng)力，則對個應(yīng)力值求均方根植。

將導(dǎo)管在發(fā)動機(jī)上安裝固定，整個管路動應(yīng)力測試試驗按專用試車程序進(jìn)行。先將原型導(dǎo)管安裝在發(fā)動機(jī)上，然后再一次換上1、2、3、分別進(jìn)行測試，整個試驗共開車四次。試驗結(jié)果見表格。

結(jié)論

1. 整個試車過程中，應(yīng)變片都完好無損，信號正常，采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

2. 從整個試驗對比結(jié)果來看，1導(dǎo)管的振動應(yīng)力值*小，即將導(dǎo)管由“U”型改成“Ω”型的方案*好。

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