使用加速度传感器测量导管动态应力方法探索

    陈佰成

    摘 要：目前，导管动态应力测量是在导管上粘贴应变片的办法来实现的。粘贴应变片工艺复杂，周期长，而且飞机内部空间狭小，操作者经常不能将应变片粘贴到准确位置或者根本不能粘贴应变片。在导管上粘贴加速度传感器工艺简单，操作方便，必要时可以现场粘贴传感器。只要能找到导管某处振动加速度和导管动态应力之间的关系就可以使用加速度传感器测量导管的动态应力。

    关键词：液压导管；动态应力；振动加速度

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.043

    0 前言

    目前，飞机液压导管的动态应力是通过在管嘴处粘贴应变片来实现的[1]。在实际操作中，受粘贴条件限制，操作者无法将应变片粘贴在准确位置，为保证飞机飞行安全，又必须了解液压导管在飞机发动机开车状态下动态应力，在应力测量中多是对测量数据进行误差分析[2]。本文提出一种通过测量液压导管某处的振动加速度来间接测量导管的动态应力的方法，为飞机安全飞行提供数据支持。

    本文以外径12mm、壁厚1.2mm、泊松比是0.3的1Cr18Ni10Ti材料的导管为例，应变片粘贴和加速度传感器布置方案如图1所示。

    1 试验方法和原理

    液压导管的动态应力是由于液压导管振动产生的，测量液压导管某处的振动加速度，在试验前标定该导管某处的振动加速度与动态应力之间的转换系数k，即可测量导管某处的振动加速度乘以转换系数k计算出该导管动态应力。

    2 导管的振动加速度与导管动态应力的关系

    按图一的方式在导管上粘贴应变片和加速度传感器。在距离管嘴50mm、75mm、100mm、150mm处粘贴加速度传感器，使导管振动，并同时测量应变片应力值和加速度传感器数值。从图2可以看出，导管某处的振动加速度值和导管动态应力数值成线性关系，因此可以使用加速度数值乘以某个转换系数来表示导管动态应力值。距管嘴越远，振动加速度越大。加速度传感器和管嘴的距离不同，转换系数也是不同的。从图3可以看出，转换系数与管嘴的距离成线性关系，因此可以通过图3求出该导管任意某处的转换系数。

    3 测量结果对比

    按图1的方式在导管上粘贴应变片和加速度传感器。在距离管嘴125mm处粘贴加速度传感器。导管振动时同时测量应变片应力值和加速度传感器數值。

    通过图3可以知道125mm处的转换系数，将通过加速度传感器求出的导管动态应力之与通过应变片测得导管动态应力值相比较。通过比较可以发现，两种方法测量误差约在9%，对测量精度要求不大的情况下可以满足测量要求。

    4 结论

    在试验要求精度不大的情况下可以使用加速度传感器测量导管动态应力，计算公式参考，加速度值与导管动态应力之间的转换系数需要在试验前标定。

    参考文献：

    [1]吴宗岱，陶宝琪.应变电测原理及技术研究[M].国防工业出版社，1982.

    [2]王重华.应变片测量的横向效应误差[J].振动，测试与诊断，1984

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