使用加速度傳感器測量導管動態(tài)應力方法探索

陳佰成

摘 要：目前，導管動態(tài)應力測量是在導管上粘貼應變片的辦法來實現(xiàn)的。粘貼應變片工藝復雜，周期長，而且飛機內部空間狹小，操作者經常不能將應變片粘貼到準確位置或者根本不能粘貼應變片。在導管上粘貼加速度傳感器工藝簡單，操作方便，必要時可以現(xiàn)場粘貼傳感器。只要能找到導管某處振動加速度和導管動態(tài)應力之間的關系就可以使用加速度傳感器測量導管的動態(tài)應力。

關鍵詞：液壓導管；動態(tài)應力；振動加速度

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

0 前言

目前，飛機液壓導管的動態(tài)應力是通過在管嘴處粘貼應變片來實現(xiàn)的[1]。在實際操作中，受粘貼條件限制，操作者無法將應變片粘貼在準確位置，為保證飛機飛行安全，又必須了解液壓導管在飛機發(fā)動機開車狀態(tài)下動態(tài)應力，在應力測量中多是對測量數(shù)據(jù)進行誤差分析[2]。本文提出一種通過測量液壓導管某處的振動加速度來間接測量導管的動態(tài)應力的方法，為飛機安全飛行提供數(shù)據(jù)支持。

本文以外徑12mm、壁厚1.2mm、泊松比是0.3的1Cr18Ni10Ti材料的導管為例，應變片粘貼和加速度傳感器布置方案如圖1所示。

1 試驗方法和原理

液壓導管的動態(tài)應力是由于液壓導管振動產生的，測量液壓導管某處的振動加速度，在試驗前標定該導管某處的振動加速度與動態(tài)應力之間的轉換系數(shù)k，即可測量導管某處的振動加速度乘以轉換系數(shù)k計算出該導管動態(tài)應力。

2 導管的振動加速度與導管動態(tài)應力的關系

按圖一的方式在導管上粘貼應變片和加速度傳感器。在距離管嘴50mm、75mm、100mm、150mm處粘貼加速度傳感器，使導管振動，并同時測量應變片應力值和加速度傳感器數(shù)值。從圖2可以看出，導管某處的振動加速度值和導管動態(tài)應力數(shù)值成線性關系，因此可以使用加速度數(shù)值乘以某個轉換系數(shù)來表示導管動態(tài)應力值。距管嘴越遠，振動加速度越大。加速度傳感器和管嘴的距離不同，轉換系數(shù)也是不同的。從圖3可以看出，轉換系數(shù)與管嘴的距離成線性關系，因此可以通過圖3求出該導管任意某處的轉換系數(shù)。

3 測量結果對比

按圖1的方式在導管上粘貼應變片和加速度傳感器。在距離管嘴125mm處粘貼加速度傳感器。導管振動時同時測量應變片應力值和加速度傳感器數(shù)值。

通過圖3可以知道125mm處的轉換系數(shù)，將通過加速度傳感器求出的導管動態(tài)應力之與通過應變片測得導管動態(tài)應力值相比較。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，兩種方法測量誤差約在9%，對測量精度要求不大的情況下可以滿足測量要求。

4 結論

在試驗要求精度不大的情況下可以使用加速度傳感器測量導管動態(tài)應力，計算公式參考，加速度值與導管動態(tài)應力之間的轉換系數(shù)需要在試驗前標定。

參考文獻：

[1]吳宗岱，陶寶琪.應變電測原理及技術研究[M].國防工業(yè)出版社，1982.

[2]王重華.應變片測量的橫向效應誤差[J].振動，測試與診斷，1984

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