飛行器隨機(jī)振動(dòng)工藝方法的適應(yīng)性分析

鄒鑫

摘要：在飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，其飛行器需要通過(guò)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)查看是否可以在實(shí)際工作過(guò)程中能順利運(yùn)行，以及運(yùn)行的狀態(tài)。其中工程隨機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)是有效檢測(cè)飛行器飛行的方法，它主要是為了能盡早消除飛行器在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題或者因?yàn)榘惭b問(wèn)題而產(chǎn)生了隱患，實(shí)驗(yàn)可以在飛行器正式使用之前盡早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)保障其他部位的正常運(yùn)行。文章在這一大背景下，針對(duì)飛行器的隨機(jī)振動(dòng)工藝進(jìn)行了分析和探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)器的適應(yīng)性問(wèn)題，為日后的正常飛行提供了保障。

關(guān)鍵詞：飛行器;隨機(jī)振動(dòng);工藝;適應(yīng)性分析

0 ?引言

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程技術(shù)領(lǐng)域以及生產(chǎn)領(lǐng)域都有了質(zhì)的提升，都逐漸趨于精度化和高效化，無(wú)論是工程機(jī)械還是結(jié)構(gòu)都是如此。飛行器是在大氣層內(nèi)部或者外部飛行的一種精密儀器，其中有航空器、火箭等多種多樣的類(lèi)型。飛行器在生產(chǎn)過(guò)程中，怎樣提升設(shè)備的精密度以及結(jié)構(gòu)的可靠性，是眾多業(yè)內(nèi)人士關(guān)心的問(wèn)題，也是重要的探究話題。想要驗(yàn)證飛行器是否會(huì)在正式使用之后成長(zhǎng)的完成工作，其中最簡(jiǎn)單直白的方式就是讓飛行器處在模擬的飛行狀態(tài)中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的模擬與分析，但是飛行器會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)消耗，減少使用的壽命，在所在飛行器環(huán)境應(yīng)力的選擇中，要選擇一種最小程度影響飛行器應(yīng)用的環(huán)境，保證飛行器在完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)還不會(huì)影響后期的正常飛行以及工藝水平。

1 ?飛行器開(kāi)展實(shí)驗(yàn)條件

在制造飛行器的過(guò)程中，可以通過(guò)振動(dòng)應(yīng)力篩選的方式在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)工藝生產(chǎn)中存在的問(wèn)題和隱患，可以有效的提升飛行器的工作效果和可靠性水平。應(yīng)用振動(dòng)應(yīng)力篩選實(shí)驗(yàn)主要是為了讓飛行器在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及工藝的缺陷及早的暴露出來(lái)，避免在投入生產(chǎn)正式使用之后出現(xiàn)事故和問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以提升飛行器的安全性和穩(wěn)定性，并且可以有效的改善飛行器環(huán)境的適應(yīng)能力。實(shí)驗(yàn)在參考相關(guān)篩選方法中的數(shù)據(jù)要求之后，可以得到飛行器應(yīng)力篩選對(duì)隨機(jī)振動(dòng)功率譜密度產(chǎn)生的影響。并且可以看出在飛行器進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，功率譜的密度曲線呈現(xiàn)出了非常有規(guī)律的梯形譜圖像。但是從飛機(jī)飛行器運(yùn)行的方向出發(fā)，功率譜的密度曲線主要是在有規(guī)律規(guī)則的梯形狀態(tài)中去除一部分不規(guī)則的頻率，這樣可以避免飛行器在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)部件的磨損和損耗。飛行器在制作完成之后，其尾部會(huì)安裝高度敏感的元器件，其精密性極高，如果飛機(jī)的飛行器在飛行中振動(dòng)頻率過(guò)大，就會(huì)損壞部件的完整性，改變后期的信號(hào)輸出，嚴(yán)重的還會(huì)影響測(cè)試的精確度。所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一定要對(duì)功率譜密度的數(shù)值進(jìn)行控制，保證在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中既能發(fā)現(xiàn)飛行器存在的問(wèn)題和隱患同時(shí)還能保護(hù)飛行器尾部的元器件不受到震動(dòng)的影響而正常工作。

2 ?隨機(jī)振動(dòng)條件下的振動(dòng)環(huán)境譜規(guī)范估計(jì)

在完成模擬環(huán)境下的飛行器振動(dòng)測(cè)試之后，可以采集出振動(dòng)環(huán)境的數(shù)據(jù)，可以將實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)作為地面振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)支撐，在完成原始數(shù)據(jù)的收集之后，可以根據(jù)實(shí)際需求編制出振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)譜。通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集整理編制出的振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)譜可以在后期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加載出真實(shí)的飛行器飛行的振動(dòng)環(huán)境。隨機(jī)振動(dòng)的信號(hào)不是確定的信號(hào)，沒(méi)辦法用確定的關(guān)系式來(lái)表達(dá)，只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方式來(lái)呈現(xiàn)。另外也不能根據(jù)現(xiàn)在的數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)某一個(gè)瞬間的精確值，觀測(cè)值也只是代表在其活動(dòng)范圍之內(nèi)會(huì)出現(xiàn)的幾種效果之一，但是數(shù)值的變化是符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的。制作出來(lái)的隨機(jī)譜可以從中看出設(shè)備型號(hào)的所有信息，里面不僅有振動(dòng)的頻率范圍，還有隨機(jī)振動(dòng)中每個(gè)頻率上的能量。

3 ?振動(dòng)環(huán)境數(shù)據(jù)預(yù)處理

飛行器振動(dòng)依照相關(guān)的振動(dòng)譜數(shù)據(jù)處理的方法進(jìn)行了試驗(yàn)和研究，在可靠性試驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)編制的需要，也將振動(dòng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集和整理。在收集和處理數(shù)據(jù)之前，工作人員已經(jīng)對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性、周期性以及正態(tài)性等基本的要點(diǎn)要進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的振動(dòng)數(shù)據(jù)是隨機(jī)信號(hào)，所以采取了柯立-杜開(kāi)試驗(yàn)方法，對(duì)于原始的數(shù)據(jù)也經(jīng)過(guò)計(jì)算之后得到了加速度公里譜的密度。

4 ?飛行器隨機(jī)振動(dòng)工藝實(shí)施

4.1 振動(dòng)條件

在進(jìn)行飛機(jī)飛行器實(shí)驗(yàn)工作中，隨機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)是重要的應(yīng)力篩選工藝之一。根據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示，過(guò)程中基本的頻譜是20.0Hz～80.0Hz，+3dB/0ct斜率上升，80.0Hz～350.0Hz， 0.04g2/Hz，350.0Hz～2000.0Hz，-3dB/0ct斜率下降。

4.2 振動(dòng)設(shè)備

在飛行器的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，電振動(dòng)臺(tái)也是常用的實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)振動(dòng)臺(tái)開(kāi)展的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，可以了解到利用電動(dòng)模式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，其試驗(yàn)的基本原理是，設(shè)備在電磁作用力的影響下，載流的導(dǎo)體會(huì)在磁場(chǎng)環(huán)境下產(chǎn)生一定的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)一定的條件設(shè)置Fs=ma 0，測(cè)試設(shè)備在加速度區(qū)出現(xiàn)的最大激振力是3200kaf，在飛機(jī)飛行器應(yīng)力篩選的過(guò)程中，函數(shù)m帶包含的質(zhì)量對(duì)象有飛行器自身的重量、動(dòng)圈的質(zhì)量、臺(tái)面的質(zhì)量以及應(yīng)用夾具的質(zhì)量等，a是在振動(dòng)譜中規(guī)定的隨機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)加速度的總均方值，工作人員通過(guò)這樣的計(jì)算公式可以得出實(shí)驗(yàn)中振動(dòng)臺(tái)的推力數(shù)值范圍。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可以得出，飛行器的激振力最大數(shù)值要低于測(cè)試過(guò)程中設(shè)備加速度區(qū)最大的振激力，經(jīng)過(guò)分析和研究可以反應(yīng)出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的工程隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)可以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展要求。

4.3 振動(dòng)環(huán)的控制

在進(jìn)行飛機(jī)飛行器隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力篩選的試驗(yàn)中，采用的是兩點(diǎn)平均加兩點(diǎn)極限組合振動(dòng)的控制方式，這種振動(dòng)控制的方式最突出的表現(xiàn)就是可以控制設(shè)備在試驗(yàn)過(guò)程中關(guān)鍵部件的極限區(qū)域，很多精密的部件由于受到外力的影響會(huì)出現(xiàn)損壞，采用此方式可以有效避免因?yàn)檎駝?dòng)量過(guò)高導(dǎo)致的飛行器重要部位受損，有效的保護(hù)了精密部件的安全。在進(jìn)行飛機(jī)飛行器隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力篩選的實(shí)驗(yàn)中，可以將加速度的傳感器粘貼在需要測(cè)量的部位，振動(dòng)工裝二側(cè)可以安裝兩個(gè)加速度的傳感器，通過(guò)兩點(diǎn)進(jìn)行平均的控制，在飛機(jī)飛行器的后倉(cāng)敏感部位也可以安裝兩個(gè)加速度傳感器，進(jìn)行極限的控制。在進(jìn)行飛機(jī)飛行器飛機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，兩端重要部位極限控制點(diǎn)測(cè)量出的振動(dòng)量超過(guò)極限值允許的范圍之后，極限控制點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)換到飛行器的控制環(huán)節(jié)中，超出的振動(dòng)量就會(huì)根據(jù)相關(guān)的參考譜進(jìn)行限制。設(shè)備的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在進(jìn)行壓縮和限制這一環(huán)節(jié)的時(shí)候，隨機(jī)振動(dòng)的控制范圍就會(huì)自動(dòng)的調(diào)整下降，直到飛機(jī)飛行器關(guān)鍵部位的振動(dòng)量調(diào)節(jié)到了可控外圍之后，就會(huì)維持這樣狀態(tài)進(jìn)行飛行。需要注意的是，在這一調(diào)整過(guò)程中，極限的控制并不會(huì)參與到飛行器的控制工作中，只是發(fā)揮了其測(cè)量的作用。

4.4 應(yīng)力篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)飛行器隨機(jī)環(huán)境振動(dòng)的篩選可以了解到，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)用的飛機(jī)飛行器隨機(jī)振動(dòng)臺(tái)可以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)中的需求，飛機(jī)飛行器可以在投入運(yùn)行之前通過(guò)實(shí)驗(yàn)提前發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題和故障，也可以最大程度的減少外力對(duì)機(jī)器的影響，哪怕是處于惡劣的、不利飛行的環(huán)境中，飛機(jī)飛行器也可以正常的運(yùn)行，有效保障了設(shè)備的安全性和可靠性。

通過(guò)收集和分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以了解到，飛機(jī)飛行器隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試出來(lái)的結(jié)果可以滿(mǎn)足正式投入使用后各項(xiàng)技術(shù)的要求，進(jìn)行測(cè)試的設(shè)備也都可以應(yīng)用到飛機(jī)飛行器振動(dòng)測(cè)試中，同時(shí)也擁有良好的工藝適應(yīng)能力。

5 ?結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)飛行器隨機(jī)振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究可以看出，該環(huán)境測(cè)試完全適用于飛行器工程的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也最大限度減少了飛行器實(shí)驗(yàn)中的損耗，盡早的發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題和故障，保證了正式飛行的安全性和可靠性。飛行器隨機(jī)振動(dòng)工藝方法的篩選，為日后正常運(yùn)行提供了保障。

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