飞机液压系统管道模态分析与实验验证.pdf

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1、第4l卷第4期2011年7月航空计算技术AemnautjcdCompuIi“gTechnjqueV01．41No4Jul．20ll飞机液压系统管道模态分析与实验验证杨飞益，陈果，赵文涛(南京航空航天大学民航学院，江苏南京210016)摘要：针对飞机液压系统试验台的空间管道，提出了一种分析空间管路系统三维振动特性的方法，利用锤击法沿三个方向对其进行实验模态分析．得到各个方向的固有频率，使用PT0一E软件建模．导八Ansysworkbench有限元软件中；对模型进行模态分析，得到模型的各阶固有频率厦其对应的各阶振型；通过与实验

2、模态分析结果的比较，验证了模拟计算的各阶振型的正确性，同时分清管路系统在各方向上的振动固有频率和振型，为进一步分析管路系统在外部激励下所引起的振动提供7思路。关键词：飞机液压系统；管道；模志分析；固有频率；固有振型中图分类号：V2155文献标识码：A文章编号：167I一654x(2011)04—0017-04ModalAnalysisofAerocraftHydraulicPipeSystemaⅡditsExperimentalVe订ficationYANGFei-yi，CHENGuo，ZHA0Wen·tao(oz妇eo，

3、c矧A”胁Ⅲ，Ⅳn，狮g肌i钾巧毋矿Aero凡ⅡⅢ如＆A舭mM“￡妇，ⅣⅡ叫昭210016，矾in8)Abstract：Inthispaper，amethodisraisedtoanalyseIhe3Dvjbra“oncharacte五stics0f5pa“alpipe5ys—tem．’rhehamme^“gnlethodisusedalo“gthreedirec“onsloca。ryouttheelpedmenlalmodalanalysistoa㈦nthe朋turehquencies．Then，thePm·Eso胁ar

4、eisusedloeslal)ljshlhemodelwhichcarIbesenttothe6niteekmentsonwareAnsysWorkbenchtodomodalanalvsjs，andthenaturefrequenciesandcor．respondingmodeshapesareachieved．WithIhecomparisonwiththeresultfmmtheabovee。pedment，jtverinesthevalidityofthemodeshapesI如mthecalculationre

5、sult．Furthe珊ore，itcan出s““guishthena—turefrequenciesandmodesh8pesin【hethreedjrecIionsofth8pipe8ystemwhichcan1endt0theaccessoffurtherftsearchofthesvstemunderextelllalexciteKeywords：aerocranhydmulic8ystem；pip8；moda】analysi5；naturefrequen。y；modesh8pe引言飞机管路由振动引起的故障大致有两

6、类，一类是振动疲劳，一类是振动磨损。管路的振动疲劳是管路在一定的振动应力作用下，先局部形成永久性累积损伤，然后经一定循环次数的裂纹扩展直至断裂的过程。管路的振动磨损，则是因管路振动引起管路连接、同定处配合面产生相对位移而形成的摩擦表面损伤；或是冈管路振动位移过大，而与相邻物体(如机匣、相邻管路等)产生反复碰撞摩擦而形成的表面损伤。根据美同空军统计，飞机元件故障总数中，燃油、气压和液压方面的故障占50一60％。从原苏联几个机种的统计情况来看，燃油、滑油、液压及气压的故障也占50％以上。在国内，在新机研制过程中，曾出现过由于液

7、压油导管自振频率与泵的压力脉动频率合拍，发生共振断裂的事故。另据有关部门介绍，在我国正在使用的现役飞机(含发动机)，导管失效的故障率也占总故障率的52％。由此可见，航空导管的结构完整性是整个飞机、发动机结构完整性和可靠性的重要组成部分。有鉴于此，本文对飞机液压系统管路试验台的空间管路系统先进行了实验模态分析，然后建立有限元管道模型，并进行计算模态分析，通过与实验模态进行对比。验证模型的正确性，分析了空间管路三个振动方向的同有频率和所对应的振型，为进一步分析由于外部激励所导致的管路系统振动以及预计管路疲劳寿命提供了重要思路和

8、方法。收稿日期：20ll—03—03修订日期：加ll一07—0l基金项目：圆家自然科学摹金项目资助(5∞05042)；航宅科学基金项月资助(20叽zB52022)作者简介：杨飞益(J988～)．男，湖北麻城人．硕士研究生，主要研究方向为管道振动及动力学、智能诊断与々家系统航空计算技术第4l卷第4期l管道