[发明专利]一种发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法

权利要求书

1.一种发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对受感部进行静强度与疲劳强度计算分析；

步骤二、选用耐温能力和频带范围满足发动机工作环境的振动传感器，将振动传感器安装在发动机能够反映受感部最大振动响应的部位，获取振动的载荷数据；

步骤三、受感部试验载荷的分析和统计处理；

步骤四、受感部试验剖面的确定、合成与简化；

受感部试验剖面包括可靠性试验剖面、功能性试验剖面和耐久性试验剖面；

所述的可靠性试验剖面在已获得的各工况环境剖面基础上，根据各工况在全寿命周期内所占的停留时间比例，对各工况的加权系数进行计算，采用加权叠加方法合成得到全寿命周期的环境剖面，再依据振动应力简化基本规则对合成的环境剖面进行简化，保证各频段内的能量分布不变，由此得到可靠性试验所使用的疲劳试验载荷谱；所述的功能性试验剖面根据所有转速工况的环境剖面绘制包络线得到，依据振动应力简化基本规则对环境剖面进行简化，保证各频段内的能量分布不变，得到功能性试验所使用的疲劳试验载荷谱；所述的耐久性试验剖面基于振动损伤等效关系，对各个任务剖面的振动量值和持续时间进行处理，使之换算成单一任务剖面下的等效持续时间，并将各个任务阶段的等效时间相加，得到等效于整个寿命期振动疲劳的试验持续时间，给出耐久性试验所使用的疲劳试验载荷谱；

步骤五、结合发动机在外场使用过程中的振动环境变化，对试验载荷进行修正；

步骤六、按照修正后的试验载荷制定出疲劳试验载荷谱，选择受感部试验剖面开展疲劳试验，并以此试验结果给出受感部的安全寿命，指导受感部的设计和改型。

2.根据权利要求1所述的发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，其特征在于：所述的步骤一根据受感部设计要求及安装环境参数，采用有限元计算方法，通过建立受感部计算模型、受感部约束条件，计算出受感部最大应力及最大应力部位；

同时根据发动机各状态的转速，计算出受感部各状态下各阶次固有频率的激振频率裕度，并通过坎贝尔图给出共振点，确定受感部的性能。

3.根据权利要求1所述的发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，其特征在于：所述的步骤二中至少安装2个振动传感器进行3个不同方向的测量，进行多台份测试；受感部振动环境测量时涵盖发动机全工作转速、典型工作状态进行全频域测量并录取数据。

4.根据权利要求1所述的发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，其特征在于：所述的步骤三根据BSISO12107标准的要求，样本量满足公式n＝lnα/ln(1-p)，α表示显著性水平，p表示失效概率，计算最少需要的样本量；根据受感部振动环境的频域特征划分频段。

5.根据权利要求1所述的发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，其特征在于：所述的步骤四中对受感部试验剖面简化时最多只使用5个振动量值，并删去环境剖面各阶段低于0.001g²/Hz的所有振动量值，使振动量值小于0.001g²/Hz的所有阶段均采用0.001g²/Hz，再确定其他阶段振动量值的加权平均值，并将其应用于试验剖面。

6.根据权利要求1所述的发动机受感部振动环境分析与试验载荷确定方法，其特征在于：所述的步骤五中结合发动机内外场的振动测试数据获得统计极限值，然后对比同类型发动机的振动限制值，确定发动机不同安装位置的振动限制值，确定修正系数对试验载荷修正。