[发明专利]一种航空传动系统振动限制值的制定方法

权利要求书

1.一种航空传动系统振动限制值的制定方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定航空传动系统的寿命值和材料的S-N曲线；对航空传动系统的各个传动零件进行循环载荷试验，记录出每个传动零件的服役寿命，从而得到每个传动零件的材料S-N曲线；

2)基于动力学仿真平台建立航空传动系统多柔体动力学模型；

3)在航空传动系统各轴系动应力最大值处设置振动测点和动应力测点，通过动力学仿真软件计算分析，测量出航空传动系统各轴系在不同工况、负载条件下的振动值，并计算出航空传动系统各轴系的动应力，以及航空传动系统各轴系随时间历程的载荷；

4)基于航空传动系统各轴系随时间历程的载荷编制载荷谱；具体包括如下步骤：

4.1)通过雨流计数法对航空传动系统各轴系随时间历程的载荷数据进行疲劳循环计数，将变化的载荷时间历程转化为循环载荷时间历程，并根据循环载荷时间历程计算出应力比R_i；

4.2)通过平均应力修正法计算应力比为R_i＝-1的修正应力幅值，从而得出载荷谱；

5)通过累计疲劳损伤法对载荷谱进行分析，计算出航空传动系统各轴系在不同工况、负载条件下的寿命；

6)建立航空传动系统各轴系在不同工况、负载条件下的振动值与寿命之间的耦合联系，将最先达到寿命要求的振动值制定为航空传动系统各轴系的初始振动限制值；

7)以步骤6)的初始振动限制值为基准装配航空传动系统进行振动试验，测量得到航空传动系统振动试验中各轴系的最大振动值；将振动试验中航空传动系统各个轴系的最大振动值与仿真试验时达到的初始振动限制值进行比较，若实测振动试验中的最大振动值小于等于仿真试验中的初始振动限制值，则将该初始振动限制值作为最终的整机振动限制值。

2.根据权利要求1所述的一种航空传动系统振动限制值的制定方法，其特征在于：在步骤3)中，振动值包括振动位移、振动速度和振动加速度；在测量振动值时，测量航空传动系统高速轴系的振动加速度，测量航空传动系统中速轴系的振动速度，测量航空传动系统低速轴系的振动位移。

3.根据权利要求1所述的一种航空传动系统振动限制值的制定方法，其特征在于：在步骤4.1)中，应力比R_i公式计算如下：

式(1)中，σ_mi为平均应力，σ_ai为应力幅值。

4.根据权利要求1所述的一种航空传动系统振动限制值的制定方法，其特征在于：在步骤4.2)中，通过平均应力修正法计算应力比为R_i＝-1的修正应力幅值的计算公式如下：

式(2)中，M_σ为平均应力敏感系数，计算公式为：M_σ＝α_M*10^-3*σ_b+b_M；其中，α_M和b_M均为常数，σ_b为拉伸强度。

5.根据权利要求1所述的一种航空传动系统振动限制值的制定方法，其特征在于：在步骤5)中，通过累计疲劳损伤法计算航空传动系统各轴系在不同工况、负载条件下的寿命公式如下：

式(3)中，n_i为第i阶载荷的循环次数，N_i为第i级载荷下的疲劳寿命，D_f为临界损伤和，表示时间t_k对应应力幅值S_k的循环数，N_f为耐久极限。