一种防滑刹车控制盒振动破坏极限测试的方法转让专利

申请号 : CN201310169895.7

文献号 : CN103234725B

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相似专利:

发明人 : 乔建军周宏博

申请人 : 西安航空制动科技有限公司

摘要 :

一种防滑刹车控制盒振动破坏极限测试的方法,在施加振动步进应力的同时施加防滑刹车工作电流,测试防滑刹车控制盒的性能是否合格,若不合格则提出改进建议,提高控制盒的耐振动能力,若合格则继续试验,直至达到要求的振动破坏极限。采用振动步进试验测试控制盒振动破环极限属于高加速寿命试验的内容之一,用于制定高加速应力筛选试验剖面。本发明采用电动振动台进行防滑刹车控制盒的振动破坏极限测试,测试过程中施加工作电流,根据测试得到的振动故障隐患提出改进建议并完成技术改进,并且将改进后确定的振动破坏极限试验数据作为制定高加速应力筛选试验剖面的数据。

权利要求 :

1.一种防滑刹车控制盒振动破坏极限测试的方法,其特征在于,具体步骤是:

步骤1,确定振动步进试验参数

所述振动步进试验参数是基于电动振动台的振动步进试验参数;

所述的试验参数包括试验开始时的振动量值、振动步进试验的步长、在每一步长上的保持时间、防滑刹车工作电流、工作电流的施加方式和试验样件数量,以及振动量值达到

18Grms时的振动试验要求值;

步骤2,制定振动步进试验剖面

根据步骤1确定的试验开始时的振动量值、振动步进试验的步长、在每一步长上的保持时间、防滑刹车工作电流及其施加方式、振动量值达到18Grms时及其以后的微振动试验要求值,确定振动步进试验剖面;

所述的振动步进试验剖面中,将振动量值设置为确定的试验开始时的振动量值,测试防滑刹车控制盒的输出电流,该防滑刹车控制盒输出电流应该为0mA~20mA;根据确定的振动步长将振动台的振动量值升高到下一个测试点,测试防滑刹车控制盒的输出电流,该防滑刹车控制盒输出电流应该为0mA~20mA;在各振动量级的振动保持时间ti=防滑刹车控制盒的振动稳定时间+测试防滑刹车控制盒输出电流所需的实际时间,i=1~n;在各次微振动量级的保持时间tj=测试防滑刹车控制盒输出电流所需的实际时间,j=1~m;

重复所述升高振动量值-保持此量值的振动-测试过程,直至振动台施加给防滑刹车控制盒的振动量值达到振动破坏极限量值;

步骤3,将防滑刹车控制盒通过振动夹具连接在振动台面上;

步骤4,采用正弦扫频确定该防滑刹车控制盒的谐振频率

按照HB5830.5图3E级进行正弦扫频试验,扫频频率范围为10Hz~2000Hz,确定发生共振的频率,在飞机上的安装位置应避开此谐振频率点;在振动扫频测试过程中,施加的激励振动量值是6Grms;

步骤5,测试振动破坏极限量值

将防滑刹车控制盒用振动夹具紧固在振动台的动圈上,连接好振动传感器;

测试振动破坏极限量值的过程是:

将振动台的起始量值调整为4Grms,振动的持续时间为25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;第一次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA;

当第一次测试结束后,按照制定的试验剖面,以2Grms的步长继续进行振动步进试验,将振动量值设置为6Grms,振动持续时间为25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;第二次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA;

当第二次测试结束后,按照制定的试验剖面,以2Grms的步长继续进行振动步进试验,将振动量值设置为8Grms,振动持续时间为25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;第三次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA;

按照上述试验方法进行振动步进试验,直至振动量值按2Grms的步长增加到18Grms;

当振动量值增加到18Grms时,在此量值上持续25min,所述振动的持续时间中包含

15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,微振时间15min;

继续将振动台的振动量值上升到20Grms,在此量值上持续25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,微振时间

15min;

继续将振动台的振动量值上升到22Grms,在此量值上持续25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试工作电流为10mA,达不到最大输出电流为20mA的要求;

对丧失刹车功能的防滑刹车控制盒进行技术改进,使其在22Grms的振动条件下能够输出0mA~20mA的防滑刹车工作电流,满足防滑刹车功能要求,使其满足后续试验要求;

当振动台给防滑刹车控制盒施加的振动量值达到24Grms时,若所述防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流不满足0mA~20mA的要求,则需要对该防滑刹车控制盒进行改进,使其满足后续试验要求;

当振动台给防滑刹车控制盒施加的振动量值小于24Grms时,若所述防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流不满足0mA~20mA的要求,则需要对该防滑刹车控制盒进行改进,使其满足后续试验要求;

步骤6,对改进后的防滑刹车控制盒进行试验验证

使振动台的振动量值达到出现故障时的量值,在此量值上持续25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;当步进达到的振动量值达到或高于18Grms时,在工作电流测试合格时还应将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流应为0mA~20mA,满足后续振动步进试验的要求;

按照制定的试验剖面,以2Grms的振动步长继续升高振动量值,在所升高的量值上持续25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;当步进达到的振动量值达到或高于18Grms时,在工作电流测试合格时还应将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流应为0mA~20mA;

按照上述振动步进试验要求进行到24Grms,24Grms是试验前确定的振动破坏极限量值,在此量值上持续25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;在工作电流测试合格时还应将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流在

0mA~20mA范围内时,试验结束。

2.如权利要求1所述一种防滑刹车控制盒振动破坏极限的测试方法,其特征在于,确定振动试验起点为4Grms~8Grms;确定的振动步长为2Grms;确定每步长振动量级的保持时间为25min,所述振动的持续时间中包含15min用于测试防滑刹车控制盒的性能的时间;测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;确定达到18Grms后在每个振动量级结束时进行4Grms微振;确定试验过程中施加的防滑刹车工作电流为0mA~

20mA;确定正弦扫频的量值为6Grms,扫频频率范围为10Hz~2000Hz。

3.如权利要求1所述一种防滑刹车控制盒振动破坏极限的测试方法,其特征在于,三种防滑刹车控制盒正弦扫频的量值均为6Grms,正弦扫频的频率为:10Hz~2000Hz,测试得到的谐振频率依次为:150Hz~160Hz、160Hz~170Hz、150Hz~160,测试得到的谐振量值依次为:18Grms、19Grms、19Grms。

说明书 :

一种防滑刹车控制盒振动破坏极限测试的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及运输类飞机刹车系统的电子产品领域,具体是一种采用正弦扫频和宽带随机进行防滑刹车控制盒振动故障的测试方法。

背景技术

[0002] 振动步进应力试验是GMW8287《高加速寿命、高加速应力筛选和抽检》标准的内容之一,本发明是施加振动步进应力,针对振动故障进行技术改进的循环过程,改进进行到无条件再改或已达到目标值时为止。
[0003] 振动破坏极限是在振动步进试验过程中发生故障,撤离振动应力后控制盒的性能也不能恢复的振动量值。通过技术改进可以提高防滑刹车控制盒的振动破坏极限。
[0004] 振动工作极限是在振动步进试验过程中发生故障,撤离振动应力后控制盒的性能可以恢复的振动量值。通过技术改进可以提高防滑刹车控制盒的振动工作极限。
[0005] 防滑刹车控制盒是飞机防滑刹车系统中的电子产品,设计有起飞线刹车功能、着陆刹车过程中的防滑功能、着陆时的接地保护功能、着陆过程中左、右起落架机轮的轮间保护等多种功能,任何一种功能不符合设计要求均为发生故障。
[0006] 按照国际通用标准GMW8287说明,在确定振动破坏应力极限时,施加振动步进应力,不施加工作电流;本发明在施加振动步进应力的同时,选择施加防滑刹车控制盒防滑刹车功能的脉动电流,激发和环境应力、工作电流相关的故障。
[0007] 为了提高电子产品的可靠性,国际上采用高加速寿命试验技术激发控制盒的故障隐患,采用在高加速寿命试验中得到的试验数据制定控制盒的高加速应力筛选试验剖面,作为验收出厂的质量检验依据,替代原来MIL-STD-2164标准中的普通筛选方法。高加速应力筛选试验采用专用剖面,一种产品用一个专用的试验剖面,专用剖面通过同型号的电子产品进行高加速寿命试验得到。
[0008] 振动步进试验的目的是激发电子产品和振动相关的故障隐患,提出针对振动故障隐患的改进建议并完成技术改进,从而提高控制盒的振动工作极限和破坏极限,缩短研制时间的一种试验技术。高加速应力筛选的振动参数来源于振动步进试验中得到的振动工作极限数据,而且针对迭代改进的最终技术状态。这种试验不仅可以用3h~6h的高加速应力筛选替代常规80h的筛选,而且使用证明是一项提高电子产品制造质量和生产效率的试验技术。
[0009] 国外波音等航空公司的电子产品,早在上世纪60年代就已经开始在电子产品中推广振动步进试验技术。
[0010] 根据GMW8287标准,电子产品的振步进试验包括有两部分内容,其一是迭代进行振动技术改进,提高控制盒的振动适应能力;其二是依据最后一次的技术改进状态确定高加速应力筛选试验剖面的振动参数。
[0011] 国外采用GMW8287制定受试产品的振动破坏极限试验,但具体到受试产品的振动破坏极限的试验方法作为企业级的绝密技术从不外泄;该标准对在振动步进应力试验中的是否施加工作应力未作说明。
[0012] GMW8287标准中振动步进应力试验采用可靠性强化试验设备,可靠性强化试验设备具有三轴六自由度的机械振动系统。
[0013] 国内现状:
[0014] 受国外先进试验技术的影响,国内约有100多家独资或三资电子企业将步进振动应力试验作为电子产品研制的企业要求,用于提高电子产品的振动破坏极限,确定是否进行针对振动故障隐患进行技术改进。但对出厂产品不进行高加速应力筛选试验,原因是国内尚无对电子产品实施高加速应力筛选的标准。
[0015] 北航可靠性工程研究所和中航工业301所研究振动步进试验技术均已有10多年历史,但由于国外近50年的技术保密,使国内用户和产品研制单位对这项技术缺乏认识,国家机关也未发布应用这项技术的标准,所以在电子产品的研制领域未开发这项技术。
[0016] 由于国外长期技术封锁,目前国内电子产品仍采用普通的筛选方法,原因是国内尚未出台高加速应力筛选的标准,企业没有进行高加速应力筛选试验的依据。振动步进试验的目的之一就是给高加速筛选试验剖面提供振动应力量值。
[0017] 国内外电子产品的振动破坏极限试验都是在非工作状态下进行的,仅仅施加振动步进应力而不施加工作电流的方法与使用状态不完全相符,因为在使用中产品是同时承受环境应力和工作应力的,采用这种传统方法试验得到的数据有欠真实之处。
[0018] 为了适应国企很少引进三轴六自由度振动系统的可靠性强化试验设备的国情,本发明采用电动振动台进行振动步进试验。
[0019] 现有振动步进试验方法和本发明技术相比见表1。
[0020] 在申请号为:201110310884.7的发明创造中公开了一种确定飞机防滑刹车控制盒振动工作应力极限的方法。该方法具有下列技术特征:
[0021] a.采用可靠性强化试验设备,汽锤激振具有三轴六自由度的特性,激振方法不同使试验方案不同,表现在防滑刹车控制盒的安装方向和振动参数方面;
[0022] b.振动能量分布在三轴六自由度的空间中,且分散在10Hz~10000Hz之间,对元件级和板件级的振动故障隐患效果较好。
[0023] 但是,201110310884.7中公开的确定飞机防滑刹车控制盒振动工作应力极限的方法也具有下列不足:
[0024] a.可靠性强化试验设备的机械振动系统能耗较大,和电动振动台相比,激发相同的故障需输出约二倍的能量才能达到激发出故障的目的;
[0025] b.可靠性强化试验设备不能进行正弦扫频,因而不能确定控制盒的谐振频率。
[0026] c.可靠性强化试验设备的振动台面由9~24个气锤敲击铜板激振,振幅小;
[0027] d.可靠性强化试验设备由于采用气锤敲击铜板激振,噪音大;
[0028] e.可靠性强化试验设备对整机级的故障激发效果不如电动振动系统。
[0029] 由于电动振动台的优点可以克服可靠性强化试验设备的不足,且国企的电动振动台已经普及,因此有必要研究采用电动振动台进行控制盒振动步进试验的技术。

发明内容

[0030] 为克服现有技术中激发整机级振动故障隐患的能力不足,本发明提出了一种防滑刹车控制盒振动破坏极限测试的方法。
[0031] 本发明的具体过程包括以下步骤:
[0032] 步骤1,确定振动步进试验参数
[0033] 所述的试验参数包括试验开始时的振动量值、振动步进试验的步长、在每一步长上的保持时间、防滑刹车工作电流、施加方式和试验样件数量,以及振动量值达到18Grms时的振动试验要求值。
[0034] 步骤2,制定振动步进试验剖面
[0035] 根据步骤1和确定的试验试验开始时的振动量值、振动步进试验的步长、在每一步长上的保持时间、防滑刹车工作电流及其施加方式、振动量值达到18Grms时及其以后的微振动试验要求值,确定振动步进试验剖面。
[0036] 所述的振动步进试验剖面中,将振动量值设置为确定的试验开始时的振动量值,测试防滑刹车控制盒的输出电流,该防滑刹车控制盒输出电流应该为0mA~20mA。根据确定的振动步长将振动台的振动量值升高到下一个测试点,测试防滑刹车控制盒的输出电流,该防滑刹车控制盒输出电流应该为0mA~20mA。在各振动量级的振动保持时间ti= 防滑刹车控制盒的振动稳定时间+测试防滑刹车控制盒输出电流所需的实际时间,i=1~n。在各次微振动量级的保持时间tj= 测试防滑刹车控制盒输出电流所需的实际时间,j=1~m。
[0037] 重复所述升高振动量值-保持此量值的振动-测试过程,直至振动台施加给防滑刹车控制盒的振动量值达到所确定的振动破坏极限。
[0038] 步骤3,将防滑刹车控制盒通过振动夹具连接在振动台面上
[0039] 在振动夹具上加工安装防滑刹车控制盒的孔应居中对称,且在孔中加装钢丝螺套。
[0040] 步骤4,采用正弦扫频确定该防滑刹车控制盒的谐振频率
[0041] 按照HB5830.5图3E级进行正弦扫频试验,扫频频率范围为10Hz~2000Hz,确定发生共振的频率,在飞机上的安装位置应避开此谐振频率点。在振动扫频测试过程中,施加的激励振动量值是6Grms。
[0042] 步骤5,测试振动破坏极限
[0043] 将防滑刹车控制盒用振动夹具紧固在振动台的动圈上,连接好振动传感器,关闭试验箱门,将图1试验剖面输入振动台的控制计算机。
[0044] 测试振动破坏极限的过程是:
[0045] 将振动台的起始量值调整为4Grms,振动的持续时间为25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,第一次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA。
[0046] 当第一次测试结束后,按照制定的试验剖面,以2Grms的步长继续进行振动步进试验,将振动量值设置为6Grms,振动持续时间为25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,第二次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA。
[0047] 当第二次测试结束后,按照制定的试验剖面,以2Grms的步长继续进行振动步进试验,将振动量值设置为8Grms,振动持续时间为25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,第三次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA。
[0048] 按照上述试验方法进行振动步进试验,直至振动量值按2Grms的步长增加到18Grms。
[0049] 当振动量值增加到18Grms时,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,微振时间15min。
[0050] 继续将振动台的振动量值上升到20Grms,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,微振时间15min。
[0051] 继续将振动台的振动量值上升到22Grms,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试工作电流为10mA,达不到最大输出电流为20mA的要求;
[0052] 对丧失刹车功能的防滑刹车控制盒进行技术改进,使其在22Grms的振动条件下能够输出0mA~20mA的防滑刹车工作电流,满足防滑刹车功能要求,使其满足后续试验要求。
[0053] 当振动台给防滑刹车控制盒施加的振动量值达到24Grms时,若所述防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流不满足0mA~20mA的要求,则需要对该防滑刹车控制盒进行改进,使其满足后续试验要求。
[0054] 当振动台给防滑刹车控制盒施加的振动量值小于24Grms时,若所述防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流不满足0mA~20mA的要求,则需要对该防滑刹车控制盒进行改进,使其满足后续试验要求。
[0055] 步骤6,对改进后的防滑刹车控制盒进行试验验证
[0056] 使振动台的振动量值达到出现故障时的量值,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;当步进达到的振动量值达到或高于18Grms时,在工作电流测试合格时还应将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流应为0mA~20mA,满足后续振动步进试验的要求;
[0057] 按照制定的试验剖面,以2Grms的振动步长继续升高振动量值,在所升高的量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;当步进达到的振动量值达到或高于18Grms时,在工作电流测试合格时还应将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流应为0mA~20mA;
[0058] 按照上述振动步进试验要求进行到24Grms,24Grms是试验前确定的振动破坏极限量值,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;在工作电流测试合格时还应将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流在0mA~20mA范围内时,试验结束。
[0059] 所述确定振动试验起点为4Grms~8Grms;确定的振动步长为2Grms;确定每步长振动量级的保持时间为25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流应为0mA~20mA;确定达到18Grms后在每个振动量级结束时进行4Grms微振;确定试验过程中施加的防滑刹车工作电流为0mA~20mA;确定正弦扫频的量值为6Grms,扫频频率范围为10Hz~2000Hz。
[0060] 所述确定防滑刹车控制盒的振动破坏极限值为22Grms;经过改进的防滑刹车控制盒的振动破坏极限值大于24Grms。
[0061] 所述三种防滑刹车控制盒正弦扫频的量值均为6Grms,正弦扫频的频率为:10Hz~2000Hz,测试得到的谐振频率依次为:150Hz~160Hz、160Hz~170Hz、150Hz~160,测试得到的谐振量值依次为:18Grms、19Grms、19Grms。
[0062] 本发明在施加振动步进应力的同时施加防滑刹车工作电流,测试防滑刹车控制盒的性能是否合格,若不合格则提出改进建议,提高控制盒的耐振动能力,若合格则继续试验,直至达到要求的振动破坏极限。采用振动步进试验测试控制盒振动破环极限属于高加速寿命试验的内容之一,用于制定高加速应力筛选试验剖面。
[0063] 本发明方法的试验参数和实施效果为:
[0064] a.用2天的时间完成激发防滑刹车控制盒振动故障隐患,提出改进建议并完成技术改进;对改进后的控制盒验证改进效果,并继续进行振动步进试验,直至达到设计要求,三个实施例实际达到的抗振动能力均大于24Grms;
[0065] b.在振动破坏极限测试的过程中同时按步骤5施加工作电流,使试验状态与使用状态一致,在振动应力、工作应力共同作用下,激发控制盒的故障隐患,在工作状态下,元器件处于发热状态,容易激发和热振相关的故障隐患;
[0066] 本发明达到了激发和消除振动故障隐患的设计要求,使该控制盒的抗振能力由原来的小于22Grms增长为大于24Grms。当可靠性指标MTBF为6000h时,根据GJB1407,至少需要6000h×5倍=30000h才能激发出相同的敏感于振动的故障隐患。
[0067] 实施例1所述控制盒的MTBF要求为6000h,采用振动步进的试验方法激发和改进敏感于振动的故障隐患后,今年按GJB1407进行了30000h的可靠性增长试验,试验过程中施加高温、低温、温度变化、振动和工作电应力,试验过程中未出现故障,证明在2天的试验中采取的改进措施有效,具有节约试验时间30000h、降低能源消耗的绿色效果。
[0068] 实施例2所述控制盒的MTBF要求为6200h,采用振动步进试验方法改进敏感于振动的故障隐患后,按GJB1407进行了31000h的可靠性增长试验,试验过程中施加高温、低温、温度变化、振动和工作电应力,试验过程中未出现故障,证明在2天的试验中采取的改进措施有效,具有节约试验时间30000h、降低能源消耗的绿色效果。
[0069] 实施例3所述控制盒的MTBF要求为64000h,采用振动步进试验方法改进敏感于振动的故障隐患后,今年按GJB1407进行了32000h的可靠性增长试验,试验过程中施加高温、低温、温度变化、振动和工作电应力,试验过程中未出现故障,证明在2天的试验中采取的改进措施有效,具有节约试验时间30000h、降低能源消耗的绿色效果。若在可靠性增长试验前不进行振动步进试验和相应的设计改进时,根据以往可靠性试验经验,可靠性指标大于6000h时,至少需在试验过程中反复改进两次才能达到设计要求。可靠性试验每小时的试验费用为500元,30000小时的试验费用为1500万元。为了节约时间和资源,这三个可靠性试验采用加速方法进行,控制盒的加速可靠性试验方法见201110443565.3专利说明书。
[0070] 由于采用了上述技术方案,本发明具有以下特点:
[0071] a.采用电动振动台进行防滑刹车控制盒的振动破坏极限测试,测试过程中施加工作电流,根据测试得到的振动故障隐患提出改进建议并完成技术改进;
[0072] b.将改进后确定的振动破坏极限试验数据作为制定高加速应力筛选试验剖面的数据。
[0073] 现有振动步进试验方法和本发明技术相比见表1。
[0074] 表1现有振动步进试验方法和本发明技术对比表
[0075]
[0076]

附图说明

[0077] 图1是本发明实施例1的振动步进试验剖面;
[0078] 图2是本发明实施例2的振动步进试验剖面;
[0079] 图3是本发明实施例3的振动步进试验剖面;
[0080] 图4是本发明进行振动步进试验的流程图。

具体实施方式

[0081] 本发明三个实施例分别采用不同运输机上的三种控制盒进行振动步进试验,通过试验和改进,使控制盒在飞机起飞、降落的振动环境条件下能够正常工作。并根据改进后的技术状态确定高加速应力筛选剖面的振动试验参数。
[0082] 三个实施例中的试验样件均在当前交付的产品中随机抽取,试验样件均为1套。
[0083] 三个实施例所进行的振动破坏极限测试,采用的试验设备均为检定合格的设备,且在有效期内,见表2。
[0084] 表2试验设备表
[0085]
[0086] 实施例1
[0087] 本实施例是对第一种国产支线飞机刹车系统的防滑刹车控制盒进行振动破坏极限测试,通过振动步进试验和技术改进,提高控制盒的振动适应能力。
[0088] 本实施例包括以下步骤:
[0089] 步骤1,确定振动步进试验参数
[0090] 所述的振动步进试验参数适于电动振动台。
[0091] 所述的试验参数包括试验开始时的振动量值、振动步进试验的步长、在每一步长上的保持时间、防滑刹车工作电流、施加方式和试验样件数量,以及振动量值达到18Grms时的振动试验要求值。
[0092] 确定试验开始时的振动量值为4Grms。确定施加振动步进试验的步长为2Grms。确定在每一步长上的保持时间为25min,包含控制盒的性能测试时间约15min[0093] 确定防滑刹车工作电流。由于防滑刹车控制盒输出的电流与刹车阀输出的压力成正比,根据刹车阀输出的最大刹车压力确定防滑刹车工作电流。
[0094] 刹车阀输出的刹车压力范围为0MPa~20MPa,防滑刹车工作电流为0mA~20mA。施加方式为变化的工作电流,该工作电流的变化频率为3次/min;标称电压为28V,并且在完整的试验剖面中,始终施加工作电流。
[0095] 当振动量值达到18Grms时及其以后的各振动量级,在每个振动量值结束时紧接着将振动值降至4Grms进行微振,以及时发现在高量级振动中激发出的元器件虚焊故障隐患;4Grms微振时间约15min,以进行一次性能测试时间为准。振动破坏极限低于24Grms时应完成提高控制盒抗振能力的技术改进,振动破坏极限高于24Grms时可以不进行提高控制盒抗振能力的技术改进。
[0096] 试验样件数量为1套。
[0097] 步骤2,制定振动步进试验剖面
[0098] 按照步骤1确定的试验参数制定振动步进试验剖面见图1。
[0099] 图1上方的试验剖面横坐标是时间,单位是min;纵坐标是振动量值,单位是Grms,振动量值从4Grms开始到24Grms结束。
[0100] 图1下方是振动谱,横坐标是频率,单位是Hz;纵坐标是功率谱密度,单位是g2/Hz。
[0101] 根据刹车阀输出的最大刹车压力确定防滑刹车工作电流。
[0102] 本实施例中,刹车阀输出的刹车压力范围为0MPa~20MPa,控制防滑刹车压力的工作电流为0mA~20mA。当防滑刹车控制盒输出的电流为20mA时,使刹车阀输出最大刹车压力20MPa;当防滑刹车控制盒输出的电流为0mA时,刹车阀输出的刹车压力为0MPa。防滑刹车控制盒输出防滑刹车电流为0mA~20mA,工作频率为3次/min;标称电压为28V;见图1。
[0103] 确定在各振动量级的振动保持时间ti= 防滑刹车控制盒的振动稳定时间+测试防滑刹车控制盒输出电流所需的实际时间,i=1~n。
[0104] 确定在各次微振动量级的保持时间tj= 测试防滑刹车控制盒输出电流所需的实际时间,j=1~m。
[0105] 确定施加工作应力的时长,指在完整试验剖面中,施加工作电流。
[0106] 步骤3,安装防滑刹车控制盒
[0107] 将试验用防滑刹车控制盒在振动台面上。安装时,按照防滑刹车控制盒在飞机上的安装位置在夹具上钻四个孔,钻孔位置对称,以减少试验过程中的误差;然后在每个孔中安装钢丝螺套,钢丝螺套为钢材料,钢丝螺套的内螺纹按照防滑刹车控制盒的安装螺钉尺寸加工,以便将防滑刹车控制盒固定在夹具上,安装钢丝螺套的目的是为了保证防滑刹车控制盒在振动破坏极限试验过程中不松动,保证振动量值不衰减;
[0108] 将振动夹具用螺栓紧固在振动台的动圈上;然后将防滑刹车控制盒安装在夹具上;
[0109] 将电缆连接在防滑刹车控制盒的插座上,电缆的另一头与防滑刹车控制盒的测试工装相连;
[0110] 在防滑刹车控制盒上盖的四角每一个角上贴一个传感器,共贴4个传感器,用于测试振动量值;
[0111] 步骤4,确定防滑刹车控制盒的谐振频率
[0112] 按照HB5830.5图3E级,采用正弦扫频确定防滑刹车控制盒的谐振频率。扫频频率范围为10Hz~2000Hz,确定发生谐振的频率,当扫频进行到150Hz~160Hz时出现谐振,谐振幅值达到18Grms,在飞机上的安装位置应避开此谐振频率点。在振动扫频测试过程中,施加的激励振动量值是6Grms。
[0113] 步骤5,测试振动破坏极限
[0114] 按本实施例步骤3将防滑刹车控制盒用振动夹具紧固在振动台的动圈上,连接好振动传感器,关闭试验箱门。
[0115] 测试振动破坏极限的过程是:
[0116] 将振动台的起始量值调整为4Grms,振动的持续时间为25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,第一次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA。
[0117] 当第一次测试结束后,按照制定的试验剖面,以2Grms的步长继续进行振动步进试验,将振动量值设置为6Grms,振动持续时间为25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,第二次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA。
[0118] 当第二次测试结束后,按照制定的试验剖面,以2Grms的步长继续进行振动步进试验,将振动量值设置为8Grms,振动持续时间为25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,第三次测试防滑刹车控制盒的输出电流,所述防滑刹车控制盒的输出电流为0mA~20mA。
[0119] 按照上述试验方法进行振动步进试验,直至振动量值按2Grms的步长增加到18Grms。
[0120] 当振动量值增加到18Grms时,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,微振时间15min。
[0121] 继续将振动台的振动量值上升到20Grms,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,微振时间15min。
[0122] 继续将振动台的振动量值上升到22Grms,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试工作电流为10mA,达不到最大输出电流为20mA的要求;
[0123] 对丧失刹车功能的防滑刹车控制盒进行技术改进,使其在22Grms的振动条件下能够输出0mA~20mA的防滑刹车工作电流,满足防滑刹车功能要求,使其满足后续试验要求。
[0124] 本实施例中,当振动台给防滑刹车控制盒施加的振动量值达到24Grms时,若所述防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流不满足0mA~20mA的要求,则需要对该防滑刹车控制盒进行改进,使其满足后续试验要求。
[0125] 当振动台给防滑刹车控制盒施加的振动量值小于24Grms时,若所述防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流不满足0mA~20mA的要求,则需要对该防滑刹车控制盒进行改进,使其满足后续试验要求。
[0126] 步骤6,对改进后的防滑刹车控制盒进行试验验证
[0127] 使振动台的振动量值达到出现故障时的量值,本实施例中,所改进防滑刹车控制盒出现故障时的振动量值为22Grms,故将振动台的振动量值调整为22Grms,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA;
[0128] 按照制定的试验剖面,以2Grms的振动步长继续升高振动量值,升高的振动量值为24Grms,在此量值上持续25min,包含防滑刹车控制盒的性能测试时间约15min,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA,然后将振动量值回落至4Grms,在微振条件下测试防滑刹车控制盒的电流,经测试防滑刹车控制盒输出的防滑刹车工作电流为0mA~20mA;24Grms是试验前确定的振动破坏极限量值,当振动破坏极限大于此量值时试验结束。
[0129] 本实施例中,继续试验得到了该防滑刹车控制盒振动破坏极限大于24Grms的试验数据,给设计防滑刹车控制盒提供了振动设计依据,并给防滑刹车控制盒的综合环境应力试验、高加速应力筛选试验提供了振动试验数据。主要测试数据汇总见表3。
[0130] 本发明还提出了实施例2和实施例3。
[0131] 所述实施例2和实施例3分别是某型飞机刹车防滑刹车控制盒的振动破坏极限试验,所采用的试验设备与实施例1中所使用的试验设备相同。
[0132] 实施例2和实施例3的过程均包括确定振动步进试验参数、制定振动步进试验剖面、将控制盒通过振动夹具连接在振动台面上、采用正弦扫频确定该防滑刹车控制盒的谐振频率、测试振动破坏极限、对改进后的防滑刹车控制盒进行试验验证各步骤,其具体过程与实施例1的过程相同,不同之处在于实施例2和实施例3中的测试数据与实施例1的测试数据不同,具体见表3所示。
[0133] 表3正弦扫频和宽带随机振动测试防滑刹车控制盒故障隐患试验参数汇总表[0134]
[0135] 上述各实施例是对三种运输机刹车系统的防滑刹车控制盒进行振动步进试验,在试验过程中测试防滑刹车控制盒的振动破坏极限。试验目的是激发该防滑刹车控制盒的振动故障隐患,并根据确定的振动故障隐患提出改进建议,从而达到在约2天内完成激发振动故障隐患和提出技术改进建议的目的,提高防滑刹车控制盒的振动适应能力,并根据改进后的技术状态确定高加速应力筛选剖面的振动试验参数。
[0136] 上述各实施例中的试验样件均在当前交付的产品中随机抽取,能够代表当前交付产品的质量水平。在试验过程中出现故障应进行技术改进和修复,改进和修复后继续试验。