發(fā)動機的外管是航空發(fā)動機的主要部件，其振動系數(shù)是發(fā)動機管和管支斷裂的主要原因。由于管道系統(tǒng)工作環(huán)境中溫度的頻繁變化和載荷的復雜性，管道的使用壽命和管道所承受的振動應力，裝配引起的初始應力和焊接裝配過程引起的損傷程度與許多其他因素密切相關(guān)，在每次試驗中，整個發(fā)動機的振動值都是不同的。這些因素將導致同一管道在不同的時間被測量。在應力、振動頻率、共振速度等方面存在差異。因此，管道的振動應力試驗須在發(fā)動機生產(chǎn)完成前進行，以確定發(fā)動機的可*性。

在試驗過程中，對原型導管提出了三種改進方案，并分別測試了原型導管和改良導管的動應力，并對試驗結(jié)果進行了比較，得出了*佳的改進方案。這三種方案是：

1.將原型導管由"u"改為"Ω"作為1導管。

2.原"U"導管上的壓力測量接頭取消為2導管。

3.將原"U"導管上的所有*件材料改為GH536，作為3導管。

試驗器材

常溫應變片、JH電阻應變儀

測試過程

應變片粘貼

在粘貼應變片之前，需要先將導管的貼片部位進行打磨，用酒精和丙酮擦拭，以保持粘貼部位的清潔。應變計粘貼后，需要加壓、加溫固化處理。將處理的應變片進行導線焊接，引線按照三線制進行。在管道系統(tǒng)中，應變片一般粘在管道兩端和中間部位的管接頭焊縫處，應變片的絲柵方向沿管道的軸向，為了確定測試到管路的*大動應力，在每個試驗段上粘貼了兩個應變片。兩種應變片沿圓周方向的差值為90°，截面振動應力為兩種應變片測量值的合力。

三線連接

在非常溫條件下應變測量時，導線電阻受溫度變化的影響產(chǎn)生熱輸出，許多場合下很難準確模擬出導線所要經(jīng)歷的溫度變化狀態(tài)，采用導線的三線鏈接方法來消除導線熱輸出的影響。在每個應變計引線上接出三根尺寸、長度和材料相同的導線，由于工作臂和補償臂中的導線電阻相等，并處于同樣的溫度變化狀態(tài)中，所產(chǎn)生的電阻變化能夠互相抵消，起到溫度補償作用。在批產(chǎn)發(fā)動機的導管動應力試驗中，由于試車臺內(nèi)溫度變化較大，因此也采用三線法連接導線。

測試方法

在工程實踐中，通常采用電阻應變計測量導管在工作過程中產(chǎn)生的應變，從而確定其應力的大小。振動應力測量一般采用電測法，即將粘貼應變計的被測導管安裝在發(fā)動機上，再將應變計的引線通過屏蔽導線連接到動態(tài)應變儀上，通過動態(tài)應變儀對采集信號放大調(diào)理，再將調(diào)理后的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集前端進行采集，通過FFT變換進行數(shù)據(jù)計算與分析。

粘貼在被測*件上的電阻應變計感受*件振動變形，產(chǎn)生電阻變化，電阻變化引起電路輸出電壓變化。通過胡克定律計算振動應力值，而應變量與輸出電壓成線性關(guān)系，通過測量輸出電壓變化間接測量出*件振動應力值。由于測試主應力方向不明確，應將兩點的應力值按進行合成應力計算。如果同一轉(zhuǎn)速下有兩個或兩個以上激振頻率的振動應力，則對個應力值求均方根植。

將導管在發(fā)動機上安裝固定，整個管路動應力測試試驗按專用試車程序進行。先將原型導管安裝在發(fā)動機上，然后再一次換上1、2、3、分別進行測試，整個試驗共開車四次。試驗結(jié)果見表格。

結(jié)論

1. 整個試車過程中，應變片都完好無損，信號正常，采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

2. 從整個試驗對比結(jié)果來看，1導管的振動應力值*小，即將導管由“U”型改成“Ω”型的方案*好。

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