本發(fā)明屬于作動(dòng)器動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種作動(dòng)器動(dòng)剛度試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

飛控液壓作動(dòng)器的動(dòng)剛度與顫振、氣動(dòng)伺服彈性等氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象是直接相關(guān)的。動(dòng)剛度特性太差則極易引起舵面顫振從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)和飛機(jī)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，引起氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象，威脅飛機(jī)安全。因此，作動(dòng)器的動(dòng)剛度對(duì)于保證顫振，跨聲速嗡鳴和極限環(huán)顫振等氣動(dòng)彈性穩(wěn)定要求是至關(guān)重要的。作動(dòng)器的動(dòng)剛度特性一般都通過(guò)仿真獲得，國(guó)內(nèi)高校和研究所對(duì)作動(dòng)器動(dòng)剛度試驗(yàn)方法也進(jìn)行過(guò)一些研究，但由于現(xiàn)有的試驗(yàn)方法實(shí)施困難，測(cè)量精度不夠難以獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

由于作動(dòng)器系統(tǒng)剛度對(duì)液壓油的溫度和壓力(液體體積模量隨溫度和壓力有顯著變化)、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷幅值，以及作動(dòng)器活塞位置非常敏感，因此在測(cè)試的頻率范圍內(nèi)應(yīng)包含這些敏感參數(shù)，增加試驗(yàn)難度，同時(shí)動(dòng)剛度試驗(yàn)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求非常高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：提供一種作動(dòng)器動(dòng)剛度試驗(yàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種作動(dòng)器動(dòng)剛度試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：

步驟一，將作動(dòng)器固定在試驗(yàn)臺(tái)架上；

步驟二，作動(dòng)器的液壓系統(tǒng)排氣后，測(cè)量液壓油彈性模量；

步驟三，諧頻激勵(lì)作動(dòng)器直到作動(dòng)筒溫度滿足測(cè)試要求；

步驟四，對(duì)作動(dòng)器循環(huán)施加標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)載荷，用以確保加載和測(cè)量系統(tǒng)正常工作；

步驟五，采用預(yù)載+正弦載荷的載荷加載方式對(duì)作動(dòng)器的活塞工作位置進(jìn)行測(cè)試，獲取作動(dòng)器輸出端的位移；

采用斜坡保持或預(yù)載+正弦載荷加載方式，在作動(dòng)器失效模式下選擇活塞位置和補(bǔ)償器補(bǔ)償狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，獲取作動(dòng)器輸出端的位移。

優(yōu)選地，將作動(dòng)器固定試驗(yàn)臺(tái)架后，對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行頻響特性檢測(cè)，確定作動(dòng)器的跟隨特性正確。

優(yōu)選地，所述的作動(dòng)器為飛控液壓作動(dòng)器，對(duì)所述飛控液壓作動(dòng)器進(jìn)行試驗(yàn)前，通過(guò)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行氣動(dòng)彈性分析獲取關(guān)心的頻率范圍，該頻率范圍為載荷加載頻率范圍。

優(yōu)選地，通過(guò)激光儀測(cè)試活塞位移，所述激光儀精度為10納米級(jí)。

優(yōu)選地，通過(guò)等效剛度梁試驗(yàn)對(duì)激光儀進(jìn)行校準(zhǔn)，抵消激光儀的相位滯后。

優(yōu)選地，載荷加載設(shè)備與作動(dòng)器之間通過(guò)過(guò)載保護(hù)銷連接，所述的過(guò)載保護(hù)銷在±80％失速載荷下失效。

本發(fā)明的有益效果：該技術(shù)方案考慮了液壓油的溫度和彈性模量、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷幅值，以及作動(dòng)器的活塞位置，還考慮了作動(dòng)器的多個(gè)模式，對(duì)作動(dòng)器的動(dòng)剛度特性進(jìn)行了全面測(cè)試，保證了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為20Hz作動(dòng)器位移隨時(shí)間變化曲線；

圖2為作動(dòng)器工作模式活塞中立位置處作動(dòng)器動(dòng)剛度曲線。

具體實(shí)施方式

1、首先選取升降舵作動(dòng)器，根據(jù)供應(yīng)商提供的作動(dòng)器靜剛度數(shù)值，設(shè)計(jì)加工金屬鋁等效剛度梁；

2、將等效剛度梁固定在試驗(yàn)臺(tái)上，一端固支，一端加載，并施加50％作動(dòng)器失速載荷，再疊加20％的正弦載荷，預(yù)估出激光測(cè)量?jī)x的相位滯后，在實(shí)際的作動(dòng)器動(dòng)剛度試驗(yàn)中引入，可以抵消相位滯后引起的誤差，提高測(cè)試精度；

3、對(duì)升降舵作動(dòng)器進(jìn)行頻響特性試驗(yàn)，在無(wú)預(yù)載情況下，給作動(dòng)器施加正弦輸入指令,即x＝x₀sinωt，ω在0.1-40Hz變化，△ω＝0.1Hz，測(cè)出作動(dòng)器頻響特性，即輸入/輸出，與已知的頻響特性進(jìn)行對(duì)比，確定作動(dòng)器的跟隨特性正確；

4、將升降舵作動(dòng)器固定在試驗(yàn)臺(tái)上，輸入端固支，輸出端加載。作動(dòng)器輸入端安裝過(guò)載保護(hù)銷，過(guò)載保護(hù)銷在達(dá)到80％失效載荷時(shí)，與加載裝置斷開(kāi)，可以避免在加載過(guò)程中載荷突變引起的作動(dòng)器過(guò)載危險(xiǎn)。

5、采用液壓除氣系統(tǒng)去除液壓油中的氣體，測(cè)量液壓油體積模量，評(píng)定是否為設(shè)計(jì)水平；

6、測(cè)試液壓油溫度，是否滿足要求，不滿足時(shí)，循環(huán)激勵(lì)作動(dòng)器，直至達(dá)到液壓作動(dòng)器溫度適用范圍要求；

7、施加標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)載荷，用以確保加載和測(cè)量系統(tǒng)正常工作。加載和測(cè)量設(shè)備由于在新的試驗(yàn)環(huán)境下存在不可控因素，如果固定被測(cè)試對(duì)象后直接進(jìn)行試驗(yàn)，容易出現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題，通過(guò)循環(huán)加載的方式一方面對(duì)設(shè)備能否正常工作進(jìn)行判斷，一方面能夠起到使設(shè)備適應(yīng)新的試驗(yàn)環(huán)境的效果。

8、作動(dòng)器工作模式，活塞中立位置處：

對(duì)固定在試驗(yàn)臺(tái)上的升降舵作動(dòng)器在拉伸方向施加50％失速載荷的預(yù)載，并在此基礎(chǔ)上疊加20％的正弦載荷，頻率變化范圍0.1-40Hz；

對(duì)固定在試驗(yàn)臺(tái)上的升降舵作動(dòng)器在壓縮方向施加50％失速載荷的預(yù)載，并在此基礎(chǔ)上疊加20％幅值的正弦載荷,頻率變化范圍0.1-40Hz；

9、采用六個(gè)激光測(cè)量?jī)x，配對(duì)使用進(jìn)行測(cè)量，則作動(dòng)器位移該測(cè)量方法用于抵消試驗(yàn)臺(tái)架變形引起的測(cè)量誤差，采用的激光測(cè)量系統(tǒng)，考慮了試驗(yàn)臺(tái)在加載下的變形，測(cè)量精度高，能高滿足測(cè)量要求；a₁,a₂分別為作動(dòng)器一側(cè)底端和尖部位移量；b₁,b₂分別為作動(dòng)器另一側(cè)底端和尖部位移量；a₃,a₄分別為試驗(yàn)臺(tái)架底端和尖部位移量；

10、對(duì)作動(dòng)器補(bǔ)償模式進(jìn)行試驗(yàn)，選擇活塞中立位置，補(bǔ)償器滿補(bǔ)償狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)；

對(duì)固定在試驗(yàn)臺(tái)上的升降舵作動(dòng)器在拉伸方向施加40％失速載荷的預(yù)載，并在此基礎(chǔ)上疊加15％的正弦載荷,頻率變化范圍0.1-40Hz；

對(duì)固定在試驗(yàn)臺(tái)上的升降舵作動(dòng)器施加在壓縮方向施加40％失速載荷的預(yù)載，并在此基礎(chǔ)上疊加10％的正弦載荷,頻率變化范圍0.1-40Hz。

圖1給出了20Hz作動(dòng)器位移隨時(shí)間變化曲線，圖2給出了作動(dòng)器工作模式活塞中立位置處作動(dòng)器動(dòng)剛度曲線。