[发明专利]一种大型飞机地面滑跑振动特性分析方法

说明书

本发明涉及飞机振动特性分析技术，具体涉及一种大型飞机地面滑跑振动特性系统性分析方法。本发明通过大型飞机动力学模型的模态分析结果，确定传感器布置位置；通过GVT试验识别大型飞机模态参数；通过地面滑行试验获取大型飞机地面滑行振动传感器数据及飞参数数据，并对振动传感器数据进行频谱分析获取贡献最大频率，对比GVT试验获取的模态参数，确定最大频率类型及产生的原因；结合飞参数据确定振源，并依据分析结果对相关结构进行改进。本发明通过对大型飞机地面滑跑振动特性的系统性分析，可快速获取引起振动的原因，为有效降低飞机在滑跑过程中产生振动问题的研究提供依据，并可加快大型飞机研制进度。

技术领域

本发明涉及飞机振动特性分析技术，具体涉及一种大型飞机地面滑跑振动特性分析方法。

背景技术

飞机在地面起飞和着陆的滑跑过程中，由于滑跑地面的不平、着陆时的冲击、飞机本身的结构不对称、飞行员操作不稳和刹车等原因均可能引起飞机在滑跑过程中的振动。飞机在地面滑跑过程中产生的机体异常振动会影响到飞行员的正常操作，同时也会影响到客舱内乘员的乘坐舒适度，严重时将引起机体结构的破坏。因此，一般在飞机设计中，通过振动数据分析机体振动特性，寻找到引起飞机产生异常振动的振源，变得尤为重要，同时通过振动数据分析结果对有效降低飞机在滑跑过程中产生的振动的研究也可提供依据。目前国内外更多的是注重局部结构的振动特性分析，对于全机的分析较少，且并未给出系统的分析方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种大型飞机地面滑跑振动特性分析方法，能够获得大型飞机地面滑跑振动特性，快速分析引起振动的原因，为有效降低飞机在滑跑过程中产生振动问题的研究提供依据。

本发明的技术方案是：一种大型飞机地面滑跑振动特性分析方法，通过大型飞机动力学模型的模态分析结果，确定传感器布置位置；通过GVT试验识别大型飞机模态参数；通过地面滑行试验获取大型飞机地面滑行振动传感器数据及飞参数据，并对振动传感器数据进行频谱分析获取贡献最大频率，对比GVT试验获取的模态参数，确定最大频率类型及产生的原因，结合飞参数据确定振源，实现对大型飞机地面滑跑振动特性分析。

大型飞机动力学模型在布置传感器前，通过等效切面刚度、等效切面质量建立。

布置传感器位置时，对大型飞机动力学模型进行模态分析，通过前三阶模态判断传感器安装位置，避免布置在节点位置。

对地面滑行试验采集振动传感器数据进行频谱分析时，筛选各部位振幅最大时刻贡献最大的频率，从而确定结构振动主频率，同时结合飞参数据，确定振幅最大时刻飞机状态。

对振动传感器数据进行频谱分析的具体过程如下：

1)将机体各位振动传感器采集的数据依据飞机状态进行分类，分为发动机开启至稳定状态、加速滑跑状态、不借助刹车装置的自然减速状态和借助刹车的减速状态4个状态；

2)筛选出各部位振幅最大的状态，并对该状态下的各部位振动传感器数据进行频谱分析，筛选出频谱中贡献明显大于其他阶频率的主频率，该频率即为引起该状态下相应部位振动的主频率，从而确定结构振幅最大时刻的飞机状态及主频率。

将各部位结构振幅最大时刻的主频率与GVT试验中测得的各部位固有频率进行对比时，若各部位出现相同的主频率，则判断为是由机体某结构振动引起的其他部位的受迫振动，筛选固有频率与主频率相近的结构，同时结合飞参数据确定的飞机状态，可判断振源，进而针对分析得到振源或结构进行改进。

所述的大型飞机地面滑跑振动特性分析方法，其包括如下步骤：

步骤一、依据大型飞机结构参数建立动力学简化模型；

步骤二、依据大型飞机动力学简化模型，进行模态分析，得到飞机结构部位的前三阶振型；

步骤三、依据大型飞机计算所得前三阶振型，确立飞机结构部位振动节点位置；