一種航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及結構強度試驗技術領域，特別是涉及一種航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法及航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]發(fā)動機軸類部件受力復雜，試驗中主要考核的有主扭矩、軸向力、振動扭矩和旋轉彎矩載荷，試驗載荷都是間接施加到試驗件上的。雖然從試驗器機械設計角度，盡量減少載荷之間的相互干擾，但是在高頻載荷作用下，受到加載執(zhí)行機構慣性力、試驗器材料缺陷不均勻、裝配工差不均勻及自重等因素的影響，無法得到四種載荷傳遞到試驗件上的各個載荷真實值，以及相應加載作動筒輸出力的關系。這對試驗載荷的準確加載帶來了許多問題。
[0003]因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術的至少一個上述缺陷。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定系統(tǒng)來克服或至少減輕現(xiàn)有技術的中的至少一個上述缺陷。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法，所述航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法包括:步驟1:預設試驗目的，并根據(jù)預設試驗目的設定不同載荷條件下的預設加載載荷；步驟2:分別通過試驗方法以及計算分析方法獲取待測軸類部件在不同載荷條件的預設加載載荷下的應力和應變值，并通過計算分析方法以及試驗方法獲得的各個載荷條件下的應力和應變值求得相對應的載荷條件下的載荷修正系數(shù)；步驟3:通過各個載荷修正系數(shù)來修正不同載荷條件下的預設加載載荷，從而得到不同載荷條件下的修正加載載荷；步驟4:為待測軸類部件同時加載各個不同載荷條件下的修正加載載荷，分別通過試驗方法以及計算分析方法獲取待測軸類部件在各個修正加載載荷共同作用下的應力和應變值，并判斷通過試驗方法獲取的待測軸類部件的應力應變值與所述計算分析方法獲取的待測軸類部件的應力和應變值是否在預設誤差S Δ之內，若是，則結束標定；若否，則進行下一步；步驟5:重復所述步驟2至所述步驟4，直至所述步驟4中的判斷結果為是。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟I中的不同載荷條件具體包括:主扭矩載荷條件、軸向力載荷條件、振動扭矩載荷條件和旋轉彎矩載荷條件。
[0007]優(yōu)選地，所述計算分析方法包括解析法以及有限元法；兩者之間采用如下方法進行方法選擇:判斷所述待測軸類部件的橫截面的幾何形狀是否規(guī)則，且在所述試驗方法進行試驗時測試點上是否具有各種應力集中因素，若否，則選用解析法；若是，則選用有限元法。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟2中的通過計算分析方法以及試驗方法獲得的不同應力和應變值求得相對應的載荷條件下的載荷修正系數(shù)具體為:
[0009]δ k — ε kFEA/ ε kTEST — σ kFEA/ σ kTEST；
[0010]其中Sk為第k載荷條件的載荷修正系數(shù)；k= 1、2、3、4分別代表主扭矩載荷條件、軸向力載荷條件、振動扭矩載荷條件和旋轉彎矩載荷條件；okFEA和ε kFEA分別為加載第k載荷條件通過計算分析方法獲得的應力和應變值；σ kTES#P ε kTEST分別為加載第k載荷條件通過試驗方法獲得的應力和應變值。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟3中的通過各個載荷修正系數(shù)來修正不同載荷條件下的預設加載載荷，從而得到不同載荷條件下的修正加載載荷的步驟具體為:FkIN= δ kXFk，其中FkIN為加載第k載荷條件的修正加載載荷；Fk為加載第k載荷條件的預設加載載荷；k = 1、2、
3、4分別代表主扭矩載荷條件、軸向力載荷條件、振動扭矩載荷條件和旋轉彎矩載荷條件。
[0012]優(yōu)選地，所述預設誤差具體為:δΛ = (ε eqFEA- ε eqTEST) ε eqFEAX 100 % =(O Jea- O eqTEST) σ eqFEAX 100%。其中δ Λ為同時加載各個不同載荷條件下的誤差；σ ^^和ε eqFEA分別為同時加載各個不同載荷條件下通過計算分析方法獲得的等效應力和等效應變值；O^est和ε eqTEST分別為同時加載各個不同載荷條件下通過試驗方法獲得的等效應力和等效應變值。
[0013]本發(fā)明還提供了一種航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定系統(tǒng)，所述航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定系統(tǒng)用于如上所述的航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法，所述航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定系統(tǒng)包括:加載裝置，所述加載裝置用于為待測軸類部件進行加載載荷；標定裝置，所述標定裝置與所述加載裝置連接，所述標定裝置用于為待測軸類部件進行載荷的重復標定，并反饋給加載裝置，使加載裝置改變所加載載荷；測量裝置，所述測量裝置設置在待測軸類部件上，所述測量裝置用于測量加載在待測軸類部件的載荷的大小。
[0014]優(yōu)選地，所述標定裝置包括:數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元分別與所述加載裝置以及測量裝置連接，所述數(shù)據(jù)采集單元用于采集所述加載裝置以及所述測量裝置的數(shù)據(jù)；控制單元，所述控制單元與所述數(shù)據(jù)采集單元以及加載裝置連接，所述控制單元用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元所采集的數(shù)據(jù)向所述加載裝置下達動作指令。
[0015]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集單元包括:信號接收模塊，所述信號接收模塊用于接收所述加載裝置以及所述測量裝置的數(shù)據(jù)；測試控制模塊，所述測試控制模塊用于實時計算載荷值，并將載荷值實時傳遞給控制單元。
[0016]在本發(fā)明的航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定系統(tǒng)中，首先進行每個分載荷的標定，繼而再標定各個載荷共同加載的標定，從而相對于現(xiàn)有技術，具有可操作性強、自動化程度高、通用性強，提高了航空發(fā)動機主軸類試驗復雜載荷的加載精度。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一實施例的航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明實施的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
[0019]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0020]圖1是本發(fā)明一實施例的航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法的流程示意圖。
[0021]如圖1所示的航空發(fā)動機的軸類部件載荷標定方法包括:
[0022]步驟1:預設試驗目的，并根據(jù)預設試驗目的設定不同載荷條件下的預設加載載荷；具體地，步驟I中的不同載荷條件具體包括:主扭矩載荷條件、軸向力載荷條件、振動扭矩載荷條件和旋轉彎矩載荷條件。
[0023]步驟2:分別通過試驗方法以及計算分析方法獲取待測軸類部件在不同載荷條件的預設加載載荷下的應力和應變值，并通過計算分析方法以及試驗方法獲得的各個載荷條件下的應力和應變值求得相對應的載荷條件下的載荷修正系數(shù)；
[0024]步驟3:通過各個載荷修正系數(shù)來修正不同載荷條件下的預設加載載荷，從而得到不同載荷條件下的修正加載載荷；
[0025]步驟4:為待測軸類部件同時加載各個不同載荷條件下的修正加載載荷，分別通過試驗方法以及計算分析方法獲取待測軸類部件在各個修正加載載荷共同作用下的應力和應變值，并判斷通過試驗方法獲取的待測軸類部件的應力和應變值與所述計算分析方法獲取的待測軸類部件的應力和應變值是否在預設誤差S Δ之內，若是，則結束標定；若否，則進行下一步；
[0026]步驟5:重復所述步驟2至所述步驟4，直至所述步驟4中的判斷結果為是。
[0027]在上述中，預設誤差δ Δ的取值范圍在3%至10%之間取值，其具體取值可以通過試驗所需精度、以及試驗具體要求而定。
[0028]具體地，上述步驟中的計算分析方法包括解析法以及有限元法；兩者之間采用如下方法進行方法選擇:
[0029]判斷待測軸類部件的橫截面的幾何形狀是否規(guī)則，且在試驗方法進行試驗時測試點上是否具有各種應力集中因素，若否，則選用解析法；若是，則選用有限元法。
[0030]所述步驟2中的通過計算分析方法以及試驗方法獲得的不同應力和應變值求得相對應的載荷條件下的載荷修正系數(shù)具體為:
[0031]δ k — ε kFEA/ ε kTEST — σ kFEA/ σ kTEST；
[0032]其中Sk為第k載荷條件的載荷修正系數(shù)；k= 1、2、3、4分別代表主扭矩載荷條件、軸向力載荷條件、振動扭矩載荷條件和旋轉彎矩載荷條件；okFEA和ε kFEA分別為加載第k載荷條件通過計算分析方法獲得的應力和應變值；σ kTES#P ε kTEST分別為加載第k載荷條件通過試驗方法獲得的應力和應變值。
[0033]所述步驟3中的通過各個載荷修正系數(shù)來修正不同載荷條件下的預設加載載荷，從而得到不同載荷條件下的修正加載載荷的步驟具體為:FkIN= δ kXFk，其中FkIN為加載第k載荷條件的修正加載載荷；Fk為加載第k載荷條件的預設加載載荷；k = 1、2、3、4分別代表主扭矩載荷條件、軸向力載荷條件、振動扭矩載荷條件和旋轉彎矩載荷條件。
[0034]所述預設誤差具體為:δΛ = ( ε ε e；EST) ε: X 100 % = (σ σ:τ)σ^ΕΑχιοο%。其中δΛ為同時加載各個不同載荷條件下的誤差；σ JeIp ε Jea分別為同時加載各個不同載荷條件下通過計算分析方法獲得的等效應力和等效應變值；σ eqTEST和ε eqTEST分別為同時加載各個不同載荷條件下通過試驗方法獲得的等效應力和等效應變值。
[0035]在上述描述中，等效應力能夠由應力通過公式求得。可以理解的是，該公式為公知的。為了敘述方便，在此列出