一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法转让专利
申请号 : CN201911346613.X
文献号 : CN111122090B
文献日 : 2021-08-03
发明人 : 丁涛 , 杨小斌
申请人 : 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
摘要 :
本发明公开了一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，包括步骤1：选定测量垂向载荷和航向载荷的敏感剖面；步骤2：在选定的敏感剖面上黏贴应变片；步骤3：由应变测量结果计算起落架落震试验载荷，本发明可以有效剔除掉测力平台惯性载荷的影响，更精准的得到落震试验产生并上传到起落架结构上的冲击载荷，作为一种支柱式起落架落震试验载荷测量的替代或者辅助方法，该方法简单易行，具有一定的创新性，而且能真实反映上传到起落架本体结构上的载荷大小，且不受平台惯性力的影响，具有一定的实用性。
权利要求 :
1.一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：选定测量垂向载荷和航向载荷的敏感剖面；
步骤2：在选定的敏感剖面上黏贴应变片；
步骤3：由应变测量结果计算起落架落震试验载荷，包括计算起落架落震试验垂向载荷和航向载荷；
所述的起落架落震试验垂向载荷FZ，计算公式为：式中：E—起落架轮轴材料弹性模量，MPaε1—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面下表面应变值ε2—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面上表面应变值4
J—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面惯性矩，mmL—载荷作用点距支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面的距离，mmR—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面外径，mm；
所述的起落架落震试验航向载荷Fx，计算公式为：2
式中：A—支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面面积，mmE—起落架撑杆材料弹性模量，MPaεi—支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面应变片第i应变值，i＝1，2，3，4L1—起落架轮轴轴线距起落架撑杆下安装点高度，mmL2—起落架撑杆下安装点距起落架外筒上端头高度，mmL3—起落架撑杆下安装点距起落架外筒支柱轴线距离，mmL4—起落架外筒支柱轴线距起落架外筒横梁轴线距离，mmL5—起落架外筒支柱轴线距起落架轮轴轴线距离，mmθ—起落架撑杆安装角，度
S—起落架活塞杆压缩行程，mmFz—垂向载荷，N。
2.根据权利要求1所述的一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，其特征在于：步骤1所述的垂向载荷的敏感剖面位于支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面。
3.根据权利要求1所述的一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，其特征在于：步骤1所述的航向载荷的敏感剖面位于支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部的剖面。
4.根据权利要求1所述的一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，其特征在于：步骤2所述的在选定的敏感剖面上黏贴应变片，包括沿轮轴轴线方向，在支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面上下表面各粘贴1个应变片，以及沿撑杆轴线方向，在支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面一周均匀黏贴4个应变片。
5.根据权利要求1所述的一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，其特征在于：步骤2所述的应变片为应变单片。
说明书 :
一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法
技术领域
[0001] 本发明属于航空支柱式起落架落震试验技术领域，尤其涉及一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法。
背景技术
[0002] 当前国、内外支柱式起落架落震试验中常用的试验载荷测量手段是采用在地面上安装三向测力平台来测量起落架的轮胎与平台接触面上的三向载荷。该测量方法常常受到
与胎面一起运动的测力平台惯性力的影响，而给平台的测量结果带来偏差。
与胎面一起运动的测力平台惯性力的影响，而给平台的测量结果带来偏差。
[0003] 在常规的小型起落架试验中，由于落震冲击载荷比较小，如果测力平台质量较大，那么测力平台的惯性力将很大程度上影响到测试到的落震冲击载荷的精准度；如果属于大
型飞机的起落架，产生的冲击载荷在几十吨以上，那么测力平台的惯性力造成的影响相对
而言就大大降低。
型飞机的起落架，产生的冲击载荷在几十吨以上，那么测力平台的惯性力造成的影响相对
而言就大大降低。
发明内容
[0004] 本发明的目的：提出一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，旨在剔除掉测力平台惯性载荷的影响，更精准的得到落震试验产生并上传到起落架结构上的
冲击载荷。
冲击载荷。
[0005] 本发明的技术方案：
[0006] 一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1：选定测量垂向载荷和航向载荷的敏感剖面；
[0008] 步骤2：在选定的敏感剖面上黏贴应变片；
[0009] 步骤3：由应变测量结果计算起落架落震试验载荷。
[0010] 步骤1所述的垂向载荷的敏感剖面位于支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面。
[0011] 步骤1所述的航向载荷的敏感剖面位于支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部的剖面。
[0012] 步骤2所述的在选定的敏感剖面上黏贴应变片，包括沿轮轴轴线方向，在支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面上下表面各粘贴1个应变片，以及沿撑杆轴线方向，在支柱
式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面一周均匀黏贴4个应变片。
式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面一周均匀黏贴4个应变片。
[0013] 步骤2所述的应变片为应变单片。
[0014] 步骤3所述的计算起落架落震试验载荷，包括计算起落架落震试验垂向载荷和航向载荷。
[0015] 所述的起落架落震试验垂向载荷FZ，计算公式为：
[0016]
[0017] 式中：E—起落架轮轴材料弹性模量，MPa
[0018] ε1—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面下表面应变值
[0019] ε2—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面上表面应变值
[0020] J—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面惯性矩，mm4
[0021] L—载荷作用点距支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面的距离，mm
[0022] R—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面外径，mm。
[0023] 所述的起落架落震试验航向载荷Fx，计算公式为：
[0024]
[0025] 式中：A—支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面面积，mm2
[0026] E—起落架撑杆材料弹性模量，MPa
[0027] εi—支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面应变片第i应变值，i＝1，2，3，4。
[0028] L1—起落架轮轴轴线距起落架撑杆下安装点高度，mm
[0029] L2—起落架撑杆下安装点距起落架外筒上端头高度，mm
[0030] L3—起落架撑杆下安装点距起落架外筒支柱轴线距离，mm
[0031] L4—起落架外筒支柱轴线距起落架外筒横梁轴线距离，mm
[0032] L5—起落架外筒支柱轴线距起落架轮轴轴线距离，mm
[0033] θ—起落架撑杆安装角，度
[0034] S—起落架活塞杆压缩行程，mm
[0035] Fcg—起落架撑杆轴向力，N
[0036] Fz—垂向载荷，N。
[0037] 本发明的有益效果：提出一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，可以有效剔除掉测力平台惯性载荷的影响，更精准的得到落震试验产生并上传到起落
架结构上的冲击载荷，作为一种支柱式起落架落震试验载荷测量的替代或者辅助方法，该
方法简单易行，具有一定的创新性，而且能真实反映上传到起落架本体结构上的载荷大小，
且不受平台惯性力的影响，具有一定的实用性。
架结构上的冲击载荷，作为一种支柱式起落架落震试验载荷测量的替代或者辅助方法，该
方法简单易行，具有一定的创新性，而且能真实反映上传到起落架本体结构上的载荷大小，
且不受平台惯性力的影响，具有一定的实用性。
附图说明
[0038] 图1是垂向载荷敏感剖面示意图；
[0039] 图2航向载荷测量敏感剖面示意图；
[0040] 图3应变片在支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面黏贴示意图；
[0041] 图4为垂向载荷与应变片剖面距离示意图。
具体实施方式
[0042] 本发明是利用支柱式起落架在落震试验中轮胎与平台之间产生的冲击载荷，通过起落架的轮轴、活塞杆、外筒、撑杆上传到安装点过程中，会使各构件受载而使材料发生局
部微变形的原理，通过在主要传载剖面进行应变测量的方式，根据结构力学的原理，通过应
变测量数据反推出轮轴处产生的主动载荷的大小，从而解决惯性平台测量偏差的问题。
部微变形的原理，通过在主要传载剖面进行应变测量的方式，根据结构力学的原理，通过应
变测量数据反推出轮轴处产生的主动载荷的大小，从而解决惯性平台测量偏差的问题。
[0043] 下面结合附图对本发明作进一步的介绍，本发明所述的提出一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，旨在剔除掉测力平台惯性载荷的影响，更精准的得到
落震试验产生并上传到起落架结构上的冲击载荷。
落震试验产生并上传到起落架结构上的冲击载荷。
[0044] 本发明的技术方案：
[0045] 一种基于应变法的支柱式起落架落震试验载荷测量方法，包括以下步骤：
[0046] 步骤1：选定测量垂向载荷和航向载荷的敏感剖面；
[0047] 支柱式起落架地面垂直载荷主要通过轮轴上传，并且载荷方向经过轮轴轴线，不会对轮轴产生其他附加载荷的影响，应变测量结果对地面垂直载荷的反馈准确，所以垂向
载荷的敏感剖面位于支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面，如图1所示的A－A剖面所
示；
载荷的敏感剖面位于支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面，如图1所示的A－A剖面所
示；
[0048] 支柱式起落架撑杆是地面航向载荷的最终唯一传力路径，而且撑杆多为等剖面二力杆结构，对地面航向载荷的反馈直接，受其他方向载荷的影响较小，所以航向载荷的敏感
剖面位于支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部的剖面，如图2所示的B－B剖面所示。
剖面位于支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部的剖面，如图2所示的B－B剖面所示。
[0049] 步骤2：在选定的敏感剖面上黏贴应变片；包括沿轮轴轴线方向，在支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面上下表面各粘贴1个应变片，
[0050] 垂向载荷在轮轴A－A剖面上下表面产生拉压应变，应变方向沿轮轴轴线方向，依据A－A剖面传力特性，采用应变单片进行测量，应变片方向沿轮轴轴线方向，沿垂向载荷方
向在A－A剖面上下表面各粘贴1个单片，贴片位置如图3所示；
向在A－A剖面上下表面各粘贴1个单片，贴片位置如图3所示；
[0051] 撑杆B－B剖面主要承受航向载荷引起的撑杆轴向力的作用，B－B剖面的应变方向主要为撑杆轴线方向。故依据撑杆传力特性，采用应变单片进行应变测量，应变片方向沿撑
杆轴线方向，沿B－B剖面一周均匀分布4个应变单片。
杆轴线方向，沿B－B剖面一周均匀分布4个应变单片。
[0052] 步骤3：由应变测量结果计算起落架落震试验载荷包括计算起落架落震试验垂向载荷和航向载荷。
[0053] 所述的起落架落震试验垂向载荷FZ，计算公式为：
[0054]
[0055] 式中：E—起落架轮轴材料弹性模量，MPa
[0056] ε1—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面下表面应变值
[0057] ε2—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面上表面应变值
[0058] J—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面惯性矩，mm4
[0059] L—载荷作用点距支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面的距离，mm
[0060] R—支柱式起落架轮轴等尺寸光杆中部的剖面外径，mm。
[0061] 所述的起落架落震试验航向载荷Fx，计算公式为：
[0062]
[0063] 式中：A—支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面面积，mm2
[0064] E—起落架撑杆材料弹性模量，MPa
[0065] εi—支柱式起落架撑杆等尺寸光杆中部剖面应变片第i应变值，i＝1，2，3，4。
[0066] L1—起落架轮轴轴线距起落架撑杆下安装点高度，mm
[0067] L2—起落架撑杆下安装点距起落架外筒上端头高度，mm
[0068] L3—起落架撑杆下安装点距起落架外筒支柱轴线距离，mm
[0069] L4—起落架外筒支柱轴线距起落架外筒横梁轴线距离，mm
[0070] L5—起落架外筒支柱轴线距起落架轮轴轴线距离，mm
[0071] θ—起落架撑杆安装角，度
[0072] S—起落架活塞杆压缩行程，mm
[0073] Fcg—起落架撑杆轴向力，N
[0074] Fz—垂向载荷，N。
[0075] 在试验前，在轮轴部位粘贴应变花片，用于测量垂向载荷；在撑杆部位粘贴应变单片，用于测量航向载荷。试验中，起落架自由落下冲击测力平台，产生垂向和航向力，该力通
过机轮轮胎、轮轴、活塞杆、外筒，撑杆，最终传递到安装部位，过程中分别在轮轴处和撑杆
的应变片上产生应变测量值，最后将应变测量值带入到载荷方程中，反推出试验中产生的
垂向和航向冲击载荷值。
过机轮轮胎、轮轴、活塞杆、外筒，撑杆，最终传递到安装部位，过程中分别在轮轴处和撑杆
的应变片上产生应变测量值，最后将应变测量值带入到载荷方程中，反推出试验中产生的
垂向和航向冲击载荷值。