使用加速度傳感器測(cè)量導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力方法探索

陳佰成

摘 要：目前，導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)量是在導(dǎo)管上粘貼應(yīng)變片的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。粘貼應(yīng)變片工藝復(fù)雜，周期長(zhǎng)，而且飛機(jī)內(nèi)部空間狹小，操作者經(jīng)常不能將應(yīng)變片粘貼到準(zhǔn)確位置或者根本不能粘貼應(yīng)變片。在導(dǎo)管上粘貼加速度傳感器工藝簡(jiǎn)單，操作方便，必要時(shí)可以現(xiàn)場(chǎng)粘貼傳感器。只要能找到導(dǎo)管某處振動(dòng)加速度和導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力之間的關(guān)系就可以使用加速度傳感器測(cè)量導(dǎo)管的動(dòng)態(tài)應(yīng)力。

關(guān)鍵詞：液壓導(dǎo)管；動(dòng)態(tài)應(yīng)力；振動(dòng)加速度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.043

0 前言

目前，飛機(jī)液壓導(dǎo)管的動(dòng)態(tài)應(yīng)力是通過(guò)在管嘴處粘貼應(yīng)變片來(lái)實(shí)現(xiàn)的[1]。在實(shí)際操作中，受粘貼條件限制，操作者無(wú)法將應(yīng)變片粘貼在準(zhǔn)確位置，為保證飛機(jī)飛行安全，又必須了解液壓導(dǎo)管在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)車狀態(tài)下動(dòng)態(tài)應(yīng)力，在應(yīng)力測(cè)量中多是對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析[2]。本文提出一種通過(guò)測(cè)量液壓導(dǎo)管某處的振動(dòng)加速度來(lái)間接測(cè)量導(dǎo)管的動(dòng)態(tài)應(yīng)力的方法，為飛機(jī)安全飛行提供數(shù)據(jù)支持。

本文以外徑12mm、壁厚1.2mm、泊松比是0.3的1Cr18Ni10Ti材料的導(dǎo)管為例，應(yīng)變片粘貼和加速度傳感器布置方案如圖1所示。

1 試驗(yàn)方法和原理

液壓導(dǎo)管的動(dòng)態(tài)應(yīng)力是由于液壓導(dǎo)管振動(dòng)產(chǎn)生的，測(cè)量液壓導(dǎo)管某處的振動(dòng)加速度，在試驗(yàn)前標(biāo)定該導(dǎo)管某處的振動(dòng)加速度與動(dòng)態(tài)應(yīng)力之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)k，即可測(cè)量導(dǎo)管某處的振動(dòng)加速度乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)k計(jì)算出該導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力。

2 導(dǎo)管的振動(dòng)加速度與導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力的關(guān)系

按圖一的方式在導(dǎo)管上粘貼應(yīng)變片和加速度傳感器。在距離管嘴50mm、75mm、100mm、150mm處粘貼加速度傳感器，使導(dǎo)管振動(dòng)，并同時(shí)測(cè)量應(yīng)變片應(yīng)力值和加速度傳感器數(shù)值。從圖2可以看出，導(dǎo)管某處的振動(dòng)加速度值和導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力數(shù)值成線性關(guān)系，因此可以使用加速度數(shù)值乘以某個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)表示導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力值。距管嘴越遠(yuǎn)，振動(dòng)加速度越大。加速度傳感器和管嘴的距離不同，轉(zhuǎn)換系數(shù)也是不同的。從圖3可以看出，轉(zhuǎn)換系數(shù)與管嘴的距離成線性關(guān)系，因此可以通過(guò)圖3求出該導(dǎo)管任意某處的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

3 測(cè)量結(jié)果對(duì)比

按圖1的方式在導(dǎo)管上粘貼應(yīng)變片和加速度傳感器。在距離管嘴125mm處粘貼加速度傳感器。導(dǎo)管振動(dòng)時(shí)同時(shí)測(cè)量應(yīng)變片應(yīng)力值和加速度傳感器數(shù)值。

通過(guò)圖3可以知道125mm處的轉(zhuǎn)換系數(shù)，將通過(guò)加速度傳感器求出的導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力之與通過(guò)應(yīng)變片測(cè)得導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力值相比較。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，兩種方法測(cè)量誤差約在9%，對(duì)測(cè)量精度要求不大的情況下可以滿足測(cè)量要求。

4 結(jié)論

在試驗(yàn)要求精度不大的情況下可以使用加速度傳感器測(cè)量導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力，計(jì)算公式參考，加速度值與導(dǎo)管動(dòng)態(tài)應(yīng)力之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)需要在試驗(yàn)前標(biāo)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳宗岱，陶寶琪.應(yīng)變電測(cè)原理及技術(shù)研究[M].國(guó)防工業(yè)出版社，1982.

[2]王重華.應(yīng)變片測(cè)量的橫向效應(yīng)誤差[J].振動(dòng)，測(cè)試與診斷，1984

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