[发明专利]一种可靠性综合应力条件的制定方法

摘要

本发明属于航空领域，提出一种可靠性综合应力条件的制定方法，包括：步骤1：确定军用飞机任务剖面的相关参数；步骤2：确定可靠性综合应力条件的持续时间；步骤3：确定可靠性综合应力条件中的温度应力条件；步骤4：确定可靠性综合应力条件中的振动应力条件；步骤5：确定可靠性综合应力条件中的电应力条件；步骤6：确定可靠性综合应力条件中的湿度应力条件；步骤7：确定可靠性试验所需的可靠性综合应力条件。

主权项

一种可靠性综合应力条件的制定方法，其特征在于，包括：步骤1：确定军用飞机任务剖面的相关参数；确定飞机全寿命期内所要执行的任务剖面的相关参数，包括：频数比、任务剖面总时间、任务剖面各阶段的持续时间、高度、飞行马赫数和速压。步骤2：确定可靠性综合应力条件的持续时间；所述可靠性综合应力条件包含两个阶段，一个阶段是从冷天环境开始并持续到热天环境，计算方法为：任务剖面总时间乘以频数比求和，对和取整加1；另一个阶段是从热天环境开始直至返回冷天环境，计算方法为：任务剖面总时间乘以频数比求和，对和取整加1；计算公式为：式中：ti：第i个任务剖面的剖面持续时间；αi：第i个任务剖面的频数比；t持续时间：冷天或热天阶段可靠性综合环境应力的持续时间；所述可靠性综合应力条件的持续时间为两个阶段时间和；步骤3：确定可靠性综合应力条件中的温度应力条件；根据任务剖面各阶段的持续时间、高度、飞行马赫数，计算出每个任务剖面对应的温度剖面数据，温度计算公式：插值计算方法：高度H0，马赫数M0，设备冷却方式，安装舱段气密方式，查表二维插值计算，已知飞行的高度为H0,高度位于H[i]和H[i+1]之间,马赫数为M0,位于M[j]和M[j+1]之间,当高度为H[i],马赫数为M[j]、M[j+1]时,对应的温度为T[i,j]、T[i,j+1],当高度为H[i+1],马赫数为M[j]、M[j+1]时,对应的温度为T[i+1,j]、T[i+1,j+1],则其温度为Tx的计算公式如下t1=T[i,j]+T[i+1,j]-T[i,j]H[i+1]-H[i]×(H0-H[i])]]>t2=T[i,j+1]+T[i+1,j+1]-T[i,j+1]H[i+1]-H[i]×(H0-H[i])]]>TX=t1+t2-t1M[j+1]-M[j]×(M0-M[j])]]>式中：t1、t2：中间插值点；T：温度(℃)，查GJB 899A‑2009中附表B.3.5‑7至附表B.3.5‑11的数据；M：马赫数；H：高度(m)；Tx：高度H0，马赫数M0下计算的温度数据；利用温度剖面数据和其对应任务剖面的频数比，加权计算出冷天阶段和热天阶段的最高温度、最低温度、加权温度及最高温度、最低温度、加权温度的持续时间，温变率及温变时间，计算公式为：TMAX=ΣTi×tiΣti]]>TMAX:冷天阶段/热天的最高温度；Ti：用于计算TMAX的Ti，Ti的确定方法为最高的温度值及其‑5摄氏度范围内的其它温度；ti：Ti的持续时间；TMAX的持续时间为ti之和；TMIN=ΣTj×tjΣtj]]>TMIN:冷天阶段/热天的最低温度；Tj：用于计算TMIN的Tj，Tj的确定方法为最小的温度值及其+5摄氏度范围内的其它温度；tj：Tj的持续时间；TMIN的持续时间为tj之和；TINT=ΣTk×tkΣtk]]>TINT:冷天阶段/热天的加权温度；Tk：用于计算TINT的Tk，Tk的确定方法为除去Ti和Tj后的温度数据；tk：Tk的持续时间；TINT的持续时间为tk之和；温变率分别取温度剖面数据表中相应温变阶段中温变率绝对值的最大者，正负号与温变趋势一致，然后用确定的该温变率除以相应的温变阶段的温度变化幅度作为温变时间；取最高温度、最低温度、加权温度的持续时间和温变时间之和，与步骤2确定出的圆整结果的2倍进行比较，若比较结果不一致，则需对冷天阶段和热天阶段最高温度、最低温度、加权温度的持续时间进行等比放大或缩小，使之一致，并保证这3个温度的持续时间均不小于20min；按照上述的所有数据，画出可靠性综合应力条件中温度应力的时序图；步骤4：确定可靠性综合应力条件中的振动应力条件；根据任务剖面各阶段的持续时间、高度、飞行马赫数和速压，计算出每个任务剖面的振动剖面数据，计算公式为：W0＝K×q2/22.925式中：W0：功率谱密度，即振动剖面数据，(m/s2)2/Hz；q：动压，Pa，当动压值时q>5.7*104Pa，取动压q＝5.7*104Pa；K：位置系数，查GJB 899A‑2009中附表B.3.5‑6A中查处；对每个任务剖面计算出来的振动应力数据进行简化，简化出起飞振动量值WOTOi、最大振动量值WOMAXi、最小振动量值WOMIN、连续振动量值WOC和加权振动量值WOINTi；具体为：WOTOi：第i个任务剖面的起飞振动量值，查GJB 899A‑2009中的表B.3.5‑6B确定，WOTOi的持续时间为第i个任务剖面中飞机的起飞阶段的持续时间；WOMAXi：第i个任务剖面中振动量值计算结果的最大值，WOMAXi的持续时间为出现此量值的任务阶段的持续时间；WOMINi：第i个任务剖面中振动量值计算结果中仅比0.1(m/s2)2/Hz大的W0值，WOMINi的持续时间为出现此量值的任务阶段的持续时间；WOCi：连续振动量值，规定为0.1(m/s2)2/Hz，WOCi的持续时间为第i个任务剖面中所有小于0.1(m/s2)2/Hz的W0值所对应的任务阶段的持续时间之和；WOINTi：加权振动量值,W0j：除去WOMAXi、WOMAXi、WOCi量值后剩余的振动量值；tj：W0j的持续时间，WOINTi的持续时间为tj之和；利用振动剖面数据的简化结果和持续时间，加权计算出冷天阶段和热天阶段的起飞振动应力WOTO、最大振动应力WOMAX、最小振动应力WOMIN、加权振动应力WOINT和连续振动应力WOC及起飞振动应力WOTO、最大振动应力WOMAX、最小振动应力WOMIN、加权振动应力WOINT和连续振动应力WOC的加权持续时间，具体为：加权持续时间＝持续时间*频数比WOTO：简化后的起飞振动量值，WOTO的持续时间是所有任务剖面中的起飞振动应力的加权持续时间之和；WOMAX：简化后的振动量值中的最大值，WOMAX的持续时间是确定任务剖面中最大振动应力的加权持续时间之和；WOMIN：WOMINi的最小量值，WOMIN的持续时间是确定任务剖面中最小振动应力的加权持续时间之和；WOC：规定为0.1(m/s2)2/Hz，WOC的持续时间为任务剖面中所有0.1(m/s2)2/Hz的加权持续时间之和；WOINT，除去用于确定起飞振动应力WOTO、最大振动应力WOMAX、最小振动应力WOMIN和连续振动应力WOC后剩余的振动应力的加权平均值，计算方法同WOINTi，其加权持续时间为参与WOINT计算的振动应力的加权持续时间之和；使用时间调节因子对最大振动应力WOMAX、最小振动应力WOMIN、加权振动应力WOINT和连续振动应力WOC的持续时间进行调整，使所获得的振动应力条件的持续时间与其他3类应力条件的持续时间相同，计算公式为：振动应力条件的持续时间＝加权持续时间*时间调节因子依据所述调整完的数据，画出可靠性综合应力条件中振动应力的时序图；步骤5：确定可靠性综合应力条件中的电应力条件；在进行飞机机载设备的可靠性试验时，机载设备工作状态的输入电应力循环变化，即第一试验循环的输入电压为上限电压；第二试验循环的输入电压为标称电压；第三试验循环的输入电压为下限电压，三个试验循环中输入电压变化构成一个完整的电应力循环，整个试验期间，重复这一电应力循环；步骤6：确定可靠性综合应力条件中的湿度应力条件；仅在热天地面不工作和工作阶段期间控制湿度应力，从地面不工作阶段开始即保持露点温度31℃或31℃以上，直到热天地面工作阶段结束；其它阶段不注入湿气，湿度不加控制；步骤7：确定可靠性试验所需的可靠性综合应力条件；根据试验设备在飞机上的安装位置，选择其安装舱段的温度应力条件，振动应力条件，再加上湿度应力条件和电应力条件，组合出相应可靠性试验所需的可靠性综合应力条件。