循环压力冲击载荷下环向裂纹飞机液压管路故障诊断研究

发布时间：2020-10-23 14:54

　　 在飞机液压管路系统中,循环液压冲击是造成其产生泄漏的主要激励之一,同时承受循环压力冲击次数也是评估其寿命的主要指标。飞机液压管路在制造加工、装配以及服役过程中,表面经常会产生缺陷。在循环压力冲击载荷作用下,缺陷位置处会逐渐形成裂纹,并进行扩展进而可能形成贯穿性裂纹,从而导致管路系统发生泄漏故障,严重时造成飞行事故。因此,裂纹液压管路动力学分析和泄漏故障诊断成为飞机液压系统可靠性研究的重要内容和方向。围绕这一出发点,本文针对环向裂纹飞机液压管路开展动力学分析及泄漏故障诊断。主要研究工作及内容如下:(1)以两端固支约束直管路为研究对象,基于牛顿法建立飞机液压管路流固耦合振动方程;同时以Euler-Bernoulli梁理论为基础,构建固支约束下管路横向弯曲振动模态函数及频率方程;并利用MATLAB软件对频率方程进行求解,得到管路前两阶特征值,为后续研究工作奠定理论基础。(2)在固支约束管路模态函数中加入3次多项式构造裂纹管路的模态函数;并以此为基础,采用Galerkin法对管路流固耦合振动方程进行离散,将其简化为低阶的管路振动微分方程组;利用MATLAB软件对管路振动微分方程组进行编程求解,得到裂纹位置、裂纹圆周角、质量比以及流体流速对管路动力学特性的变化规律。(3)对负压波法检测管路泄漏故障基本原理进行详细阐述;利用AMEsim软件建立仿真模型,对循环压力冲击载荷下环向裂纹飞机液压管路泄漏故障进行仿真分析;根据管路中压力信号的仿真分析结果,通过Daubechies小波系中5类小波函数分别对其进行小波分解;分析并对比小波函数分解结果,选取最优的小波函数分解结果定位信号中奇异点位置,为后续实验研究工作奠定理论和方法基础。(4)依托搭建的液压管路实验台进行循环压力冲击载荷下管路泄漏故障实验。根据传感器采集到的管路压力信号,通过最优小波函数对其进行分解并捕捉信号中奇异点位置;在此基础上,基于负压波定位原理,对管路的泄漏位置进行定位。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V267
【部分图文】：

a) 国产客机 ARJ21-700 首飞 b) 国产客机 C919 首飞图 1-1 国产客机 ARJ21-700 和 C919 首飞但是，众所周知，支撑我国大飞机事业发展的大量的关键技术、基础元件、重要系统均来自国外供应商。当然，按照国际社会尤其是欧美实行的大飞机研发体系，这种“集千家所长”的模式对推动全人类的航空梦是有积极作用的。但是，在一些特殊时期，这种模式可能会严重制约甚至扼杀中国人的“航空梦”。因此，对相关的技术、元件及系统进行研究，获得具有自主知识产权的成果，是势在必行的一件大事。民用客机的液压系统是通过多套相互独立、相互备份的子液压系统组成。其主要作用是为飞机上的升降舵、方向舵、起落架等提供动力及控制，从而实现飞机的倾斜、爬升、降落等动作。因此飞机的液压系统对飞机安全飞行具有及其重要的意义。为保证民用客机液压系统的可靠性，通常采用多余度设计。其主要设备包括发动机驱动泵、起落架作动筒、起落架控制阀、刹车控制阀、能源转换装置、舵面作动器、蓄压器、油箱、油滤等，如图 1-2 所示。

产客机 ARJ21-700 首飞 b) 国产客机 C919 首图 1-1 国产客机 ARJ21-700 和 C919 首飞众所周知，支撑我国大飞机事业发展的大量的关键技术、来自国外供应商。当然，按照国际社会尤其是欧美实行的集千家所长”的模式对推动全人类的航空梦是有积极作时期，这种模式可能会严重制约甚至扼杀中国人的“航空术、元件及系统进行研究，获得具有自主知识产权的成果事。机的液压系统是通过多套相互独立、相互备份的子液压系为飞机上的升降舵、方向舵、起落架等提供动力及控制，爬升、降落等动作。因此飞机的液压系统对飞机安全飞行为保证民用客机液压系统的可靠性，通常采用多余度设计机驱动泵、起落架作动筒、起落架控制阀、刹车控制阀、动器、蓄压器、油箱、油滤等，如图 1-2 所示。

燕山大学工程硕士学位论文或输送任务。输油管道作为流体介质主要的传播，如民用工业领域、航空航天等领域。由于输油管面因素的影响，致使其容易遭受泄漏故障。为此的研究现状进行总结。检测方法概述漏检测技术主要分为五种，分别为直接检测法、、神经网络检测法、负压波检测法。管道泄漏检
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本文编号：2853178