首页 . 工学 . 航空宇航科学与技术 . 航空 . 航空器强度 . 〔强度试验〕 . 〔动强度试验〕

地面共振试验

/ground resonance test/
条目作者宋巧治牟让科
条目作者宋巧治

宋巧治

牟让科

牟让科

最后更新 2022-12-27
浏览 178
最后更新 2022-12-27
浏览 178
0 意见反馈 条目引用

用试验的方法获得真实结构的固有振动特性,包括结构的固有频率、振型及阻尼特性的试验。又称地面振动试验。是飞机研制、改型中进行的一项重要试验,是飞机首飞安全的重要保障。

英文名称
ground resonance test
又名
地面振动试验
所属学科
航空宇航科学与技术

试验的结果对修正全机固有动力特性理论分析模型,正确评估飞机的结构振动特性、气动弹性特性、振动控制有着重要意义。同时试验还可用于查找振源、排除不良振动及检查结构工艺质量。

地面共振试验包含飞机状态确定、飞机支托支持、结构激励与响应测量、模态参数识别以及模态结果确认等工作内容。

试验飞机构形应包括无油构形和其他通过分析认为是有颤振危险性或动力学重要性的燃油构形。对变几何外形飞机,试验应选一些适当的几何外形来进行,以覆盖几何外形变化的重要范围。对带有外挂的飞机,应使用判断和分析来选取足够数量的外挂构形进行地面振动试验,以覆盖可能遇到的频率范围。被测飞机必须是结构完整并经检验合格的产品,质量分布应如实反映飞行时的情况。对于飞机上缺少的人员(如驾驶员、领航员等)、设备等,要用配重代替。

由于飞机在飞行过程中边界是自由-自由状态,为了避免边界条件对测试结果的影响,更加真实反映结构真实飞行状态,通常需要利用支持系统对飞机进行支托,常见的支托方式有橡皮绳悬吊、空气弹簧支托以及起落架轮胎放气等方式,通常要求飞机在支托系统下的刚体运动频率不高于飞机弹性频率的三分之一。如果支持频率达不到要求,则应建立包括支持系统的飞机动力学模型以进行相关动力学分析和试验结果的修正。如果采用空气弹簧支持系统,应尽量减少支持系统中随飞机一起运动的过渡连接部件的附加质量影响,飞机支持系统的主承力点应尽量靠近飞机重心,其过渡件设计应在确保支持强度的条件下重量最低。

应根据试验结构刚度和质量大小选择推力合适的激振器,以避免激振器附加刚度和附加质量对试验结构模态特性的影响。在结构上的一处或多处安装激振器,以此来激振飞机。激振器应产生正弦运动或随机运动,应有稳定的输出频率特性,且力的幅值与被激励结构的振幅无关。应使用加速度计和有关的电子设备,监测和记录振动的幅值和相位。应在激振器和飞机结构之间的传动件上安装测力仪器,监测和记录激振力。测量设备应有足够数量的测量通道以保证能确定全机和主要部件高阶模态振型的需求。

地面共振试验领域通常有两种试验方法,一种是相位共振法(属物理识别),一种是相位分离法(属数学识别)。

相位共振法是一种行之有效的经典方法,又称纯模态试验法。采用多点正弦激振方式,对飞机结构的每一个目标模态通过反复的调频调力(包括激振点个数、位置和激振力分配),使结构的振动达到相位共振,且呈现出某一固有振形的纯模态特征(结构加速度响应的相位与激振力相位差达±90°)。

相位分离法是八十年代逐渐成熟起来的试验方法,又称数学识别方法。相位分离法基于结构频响函数(频域)或单位脉冲响应函数(时域)测试,并通过曲线拟合获得结构模态参数。飞机结构激励方式主要有多点步进正弦和多点非相关随机激励。该方法基于数字计算机处理,试验快速简便,对近频密集模态识别具有一定适应性,可以识别复模态。

通过模态参数识别获得的结构模态可能存在虚假模态,需要依据经验和仿真分析结果,人为进行分析并加以剔除,确认无误的模态结果按照一定的命名方式确定模态名称后,即可用于后续的模型修正等工作中。

  • 强宝平.飞机结构强度地面试验.北京:航空工业出版社,2014.

相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!