[发明专利]一种发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法

说明书

一种发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，包括：步骤一、对受感部进行静强度与疲劳强度计算分析；步骤二、选用耐温能力和频带范围满足发动机工作环境的振动传感器，将振动传感器安装在发动机能反映受感部最大振动响应的部位，获取振动的载荷数据；步骤三、受感部试验载荷的分析和统计处理；步骤四、受感部试验剖面的确定、合成与简化；步骤五、结合发动机在外场使用过程中的振动环境变化，对试验载荷进行修正；步骤六、按照修正后的试验载荷制定出疲劳试验载荷谱，选择受感部试验剖面开展疲劳试验，并以此试验结果给出受感部的安全寿命，指导受感部的设计和改型。本发明能够科学合理的确定产品安全寿命，提高产品使用的可靠性和经济性。

技术领域

本发明属于航空发动机测试技术，具体涉及一种发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，提出了适用于受感部产品寿命评估方案，由此能够给出受感部的安全寿命。

背景技术

航空发动机受感部是测量发动机不同截面位置温度、压力等参数的重要构件，由于大多数受感部直接由发动机机匣插入发动机内部，并且在悬臂状态下工作，受感部的可靠性显得尤为重要，特别是安装在发动机主流道中的受感部，其可靠性直接影响发动机整机试车的安全性。一台发动机从科研阶段到批量生产，需要大量的温度、压力等测试受感部，尤其是科研试车阶段，而受感部的设计和制作成本都很高，为了降低受感部的使用成本，必须给受感部一个合理的使用寿命，而现行的各类标准没有一项能够直接用于航空发动机受感部的寿命试验，受感部的寿命均制定的非常保守，远低于国外同类产品的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，能够科学合理的确定产品安全寿命，提高产品使用的可靠性和经济性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

步骤一、对受感部进行静强度与疲劳强度计算分析；

步骤二、选用耐温能力和频带范围满足发动机工作环境的振动传感器，将振动传感器安装在发动机能够反映受感部最大振动响应的部位，获取振动的载荷数据；

步骤三、受感部试验载荷的分析和统计处理；

步骤四、受感部试验剖面的确定、合成与简化；

步骤五、结合发动机在外场使用过程中的振动环境变化，对试验载荷进行修正；

步骤六、按照修正后的试验载荷制定出疲劳试验载荷谱，选择受感部试验剖面开展疲劳试验，并以此试验结果给出受感部的安全寿命，指导受感部的设计和改型。

所述的步骤一根据受感部设计要求及安装环境参数，采用有限元计算方法，通过建立受感部计算模型、受感部约束条件，计算出受感部最大应力及最大应力部位；

同时根据发动机各状态的转速，计算出受感部各状态下各阶次固有频率的激振频率裕度，并通过坎贝尔图给出共振点，确定受感部的性能。

步骤二中至少安装2个振动传感器进行3个不同方向的测量，进行多台份测试；受感部振动环境测量时涵盖发动机全工作转速、典型工作状态进行全频域测量并录取数据。

步骤三根据BS ISO12107标准的要求，样本量满足公式n＝lnα/ln(1-p)，α表示显著性水平，p表示失效概率，计算最少需要的样本量；根据受感部振动环境的频域特征划分频段。

步骤四中受感部试验剖面包括可靠性试验剖面、功能性试验剖面和耐久性试验剖面；