運(yùn)行狀態(tài)下放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試方法及應(yīng)變片固定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)，具體涉及一種運(yùn)行狀態(tài)下放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試方法及應(yīng)變片固定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代飛機(jī)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的要求越來(lái)越高，不僅要求高可靠性，還要求高壽命。其中發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性與壽命是由各零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，表面壓力負(fù)荷以及應(yīng)力的分布情況決定的。然而發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下，會(huì)產(chǎn)生高速熱氣流，零部件在這種環(huán)境下頻繁動(dòng)作時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變性能動(dòng)態(tài)檢測(cè)，目前卻進(jìn)行的很少，原因是發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下動(dòng)態(tài)檢測(cè)的條件很難實(shí)現(xiàn)，但此類零件斷裂故障卻是航空發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的故障之一，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，如何測(cè)試其在工作過(guò)程的受力狀態(tài)，是排除故障的難點(diǎn)。
[0003]發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)放氣機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)件放氣帶傳動(dòng)件搖臂就屬于這類零件的其中之一，其搖臂的安裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。放氣帶搖臂轉(zhuǎn)軸安裝在中介機(jī)匣外套管中，其內(nèi)端用支架固定在中介機(jī)匣分隔環(huán)上，搖臂內(nèi)端有一個(gè)“U”形撥叉，與高壓七級(jí)放氣帶相連接，其外端用螺母固定在中介機(jī)匣的安裝凸臺(tái)上，搖臂的外端有外花鍵，與防喘系統(tǒng)放氣帶控制桿連接。當(dāng)控制桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，搖臂擺動(dòng)帶動(dòng)放氣帶啟、閉。搖臂斷裂位置位于底座與桿部退刀槽相接的轉(zhuǎn)接R內(nèi)側(cè)見(jiàn)圖3，緊靠發(fā)動(dòng)機(jī)中介機(jī)匣和高壓機(jī)匣內(nèi)側(cè)，以往未進(jìn)行過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0004]要測(cè)試搖臂斷裂處應(yīng)力分布狀況，存在以下問(wèn)題。首先，雖然知道搖臂斷裂故障的位置，但斷裂位置由于其結(jié)構(gòu)以及工作位置擺動(dòng)等原因影響無(wú)法粘貼應(yīng)變片；其次，在可測(cè)試的位置如何將應(yīng)變片準(zhǔn)確、牢固地粘貼，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)既滿足試驗(yàn)任務(wù)需求，又不會(huì)脫落給發(fā)動(dòng)機(jī)造成安全隱患難以保證；最后，應(yīng)變片的引線如何引出，如何確定零件上的引出孔位置等也是動(dòng)測(cè)試驗(yàn)所面臨的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種運(yùn)行狀態(tài)下放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試方法及應(yīng)變片固定裝置，能夠?qū)?yīng)變片直接粘貼在發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂上進(jìn)行動(dòng)測(cè)試驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確，信息完整，容易進(jìn)行定量分析。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明運(yùn)行狀態(tài)下放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一、根據(jù)應(yīng)力測(cè)試位置，確定應(yīng)變片的粘貼位置；
[0008]步驟二、應(yīng)變片涂上高溫膠后，將均勻涂有同樣高溫膠的布片壓住應(yīng)變片，在布片上覆蓋聚四氟乙烯膜，然后在聚四氟乙烯膜上墊一層硅膠板，并在硅膠板上再墊一塊金屬板，最后使用卡蘭夾緊，加熱固化，完成粘貼；
[0009]步驟三、對(duì)于粘貼好的應(yīng)變片，卸下應(yīng)變片上的卡蘭及聚四氟乙烯膜、硅膠板和金屬板，將應(yīng)變片的導(dǎo)線引出，連接外部設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。
[0010]所述的步驟一中將應(yīng)變片直接粘貼在測(cè)試位置進(jìn)行測(cè)試；或者當(dāng)測(cè)試位置處無(wú)法粘貼應(yīng)變片時(shí)，將應(yīng)變片粘貼在測(cè)試位置的對(duì)立面，通過(guò)轉(zhuǎn)換關(guān)系換算出實(shí)際測(cè)試位置的應(yīng)力值。
[0011]所述的應(yīng)變片和高溫膠選用軍品級(jí)中溫應(yīng)變片及其相應(yīng)的膠粘劑。
[0012]所述的應(yīng)變片選用中航工業(yè)電測(cè)儀器股份有限公司制造的BB120-4AA250-G500
應(yīng)變片。
[0013]所述的娃膠板的厚度為2mm。
[0014]所述的步驟二中應(yīng)變片粘貼好之后，檢查應(yīng)變片的絕緣阻值，若不大于20兆歐，需鏟除重做；重做時(shí)，將應(yīng)變片的粘貼面清理干凈，再重復(fù)步驟二的所有操作。
[0015]所述的步驟三中通過(guò)在搖臂擺動(dòng)軸的軸桿中心進(jìn)行鉆孔，將應(yīng)變片的導(dǎo)線引出。
[0016]所述的引出導(dǎo)線固化與應(yīng)變片固化同步進(jìn)行，導(dǎo)線引出孔的孔口處粘貼定位布，導(dǎo)線沿定位布穿出，導(dǎo)線與引出孔的縫隙用膠填滿，隨應(yīng)變片一起加熱固化。
[0017]測(cè)試過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)全程測(cè)試，并采集測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)進(jìn)行分析；數(shù)據(jù)分析時(shí)，按照發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況時(shí)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行截?cái)啵瑢?duì)應(yīng)出各工況狀態(tài)的應(yīng)力值和變化趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)變的時(shí)域曲線進(jìn)行時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析和頻譜分析；
[0018]測(cè)試出的應(yīng)變成分主要包括靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力和沖擊應(yīng)力；靜應(yīng)力以應(yīng)變平均值表示，動(dòng)應(yīng)力以應(yīng)力峰峰值表示，沖擊應(yīng)力指發(fā)動(dòng)機(jī)在加減速過(guò)程中，隨著搖臂動(dòng)作，在轉(zhuǎn)速達(dá)到放氣帶將要關(guān)閉和打開(kāi)時(shí)的瞬間應(yīng)力。
[0019]本發(fā)明運(yùn)行狀態(tài)下放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試應(yīng)變片固定裝置采用的技術(shù)方案為:
[0020]包括粘貼在測(cè)試位置的應(yīng)變片，應(yīng)變片上粘貼有布片，布片上覆蓋有聚四氟乙烯膜，聚四氟乙烯膜上墊有一層硅膠板，硅膠板上墊有一塊金屬板；所述的應(yīng)變片，布片，聚四氟乙烯膜，硅膠板及金屬板依次排布好之后，通過(guò)卡蘭夾緊在搖臂上，加熱固化后，完成應(yīng)變片的粘貼；對(duì)于粘貼好的應(yīng)變片，卸下卡蘭以及聚四氟乙烯膜、硅膠板和金屬板，再將應(yīng)變片的導(dǎo)線引出，連接外部設(shè)備即能夠進(jìn)行測(cè)試。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明運(yùn)行狀態(tài)下放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試方法，通過(guò)將應(yīng)變片分別按要求粘貼在搖臂的相應(yīng)位置上，然后使用布片壓住應(yīng)變片，布片上覆蓋聚四氟乙烯膜，再在聚四氟乙烯膜上墊一層硅膠板，聚四氟乙烯膜是為了防止高溫膠將硅膠板粘牢，硅膠板上再墊一塊金屬板，最后使用卡蘭夾緊，夾緊時(shí)，擰緊卡蘭的螺栓，壓緊硅膠板，使硅膠板變形，保證各個(gè)點(diǎn)緊密貼合，使應(yīng)變片粘接牢靠，然后加熱固化，即完成應(yīng)變片粘貼。對(duì)于粘貼好的應(yīng)變片，卸下應(yīng)變片上的卡蘭以及聚四氟乙烯膜、硅膠板和金屬板，將應(yīng)變片的導(dǎo)線引出，連接外部設(shè)備即能夠進(jìn)行測(cè)試，信號(hào)采集與分析系統(tǒng)對(duì)應(yīng)變信號(hào)進(jìn)行預(yù)調(diào)平衡、采集、顯示、儲(chǔ)存及事后分析，測(cè)控系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)全程測(cè)試。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確確定出搖臂在各工況轉(zhuǎn)速下的應(yīng)力分布及最大應(yīng)力出現(xiàn)的位置，為放氣帶搖臂斷裂故障的分析提供依據(jù)。
[0022]進(jìn)一步的，本發(fā)明對(duì)于無(wú)法粘貼應(yīng)變片的位置，將應(yīng)變片粘貼在測(cè)試位置的對(duì)立面，通過(guò)轉(zhuǎn)換關(guān)系和有限元計(jì)算，從而換算出實(shí)際測(cè)試位置的應(yīng)力值。
[0023]進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)在搖臂擺動(dòng)軸的軸桿中心進(jìn)行鉆孔，將應(yīng)變片的導(dǎo)線引出，該方法既不影響搖臂和機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，又巧妙地將測(cè)試導(dǎo)線引到了機(jī)匣外部，使發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)測(cè)試得以實(shí)現(xiàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，能夠真實(shí)的反應(yīng)放氣帶搖臂斷裂面的應(yīng)力分布及變化情況，為分析放氣帶搖臂斷裂故障問(wèn)題提供數(shù)據(jù)和依據(jù)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明運(yùn)行狀態(tài)下放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試應(yīng)變片固定裝置，通過(guò)在測(cè)試位置粘貼應(yīng)變片，應(yīng)變片上粘貼布片，布片是為了固定應(yīng)變片的位置，布片上覆蓋有聚四氟乙烯膜，聚四氟乙烯膜是為了防止粘貼劑硅膠板粘牢，聚四氟乙烯膜上墊有一層硅膠板，硅膠板受力后能夠變形，從而使應(yīng)變片粘貼均勻牢固，硅膠板上墊有一塊金屬板，金屬板使卡蘭施加的壓力均勻的傳遞給應(yīng)變片，對(duì)于粘貼好的應(yīng)變片，卸下卡蘭以及聚四氟乙烯膜、硅膠板和金屬板，再將應(yīng)變片的導(dǎo)線引出，連接外部設(shè)備即能夠進(jìn)行測(cè)試。本發(fā)明固定裝置解決了中溫應(yīng)變片難以固定位置、粘貼以及固化的問(wèn)題，能夠使使應(yīng)變片粘貼均勻、牢固。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1本發(fā)明搖臂的裝配示意圖；
[0026]圖2動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖3 (a)本發(fā)明搖臂斷裂位置的主視圖；
[0028]圖3 (b)本發(fā)明搖臂斷裂位置的側(cè)視圖；
[0029]圖4(a)本發(fā)明放氣帶搖臂貼片及引線主視圖；
[0030]圖4(b)本發(fā)明放氣帶搖臂貼片及引線側(cè)視圖；
[0031]圖5本發(fā)明放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試應(yīng)變片固定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]附圖中:1.卡蘭；2.應(yīng)變片；3.布片；4.聚四氟乙烯膜；5.硅膠板；6.金屬板；7.放氣帶控制桿；8.外套管；9.中介機(jī)匣；10.支架；11.貼片面；12.高壓機(jī)匣；13.搖臂；14.放氣帶。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]參見(jiàn)圖2，圖5，本發(fā)明放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試方法，電阻應(yīng)變片2分別按要求粘貼在搖臂的相應(yīng)位置上，并按照要求進(jìn)行加溫固化，使其引線通過(guò)搖臂擺軸桿部的中心鉆孔引出并接入多通道數(shù)據(jù)采集箱的相應(yīng)通道上，動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析系統(tǒng)對(duì)放氣帶搖臂應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)進(jìn)行預(yù)調(diào)平衡、采集、顯示、儲(chǔ)存及事后分析。測(cè)控系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)全程測(cè)試米集。
[0035]本發(fā)明放氣帶搖臂動(dòng)應(yīng)力測(cè)試方法的具體步驟如下:
[0036]—、確定