[发明专利]一种直升机飞行测试载荷疲劳累积损伤的计算和监测方法

说明书

本发明属于直升机结构疲劳设计领域，提供一种直升机飞行测试载荷的疲劳累积损伤计算方法，所述计算方法包括，对所述待监测部件进行载荷测试；采用雨流计数的方法，统计所述待监测部件的载荷测试结果；采用抛物线修正方法，对平均载荷Ssubgt;mi/subgt;和动载荷Ssubgt;ai/subgt;进行修正，得到等效动载荷Ssubgt;aei/subgt;；通过疲劳试验验证所述待监测部件的破坏形式，根据破坏形式确定待监测部件的疲劳S‑N曲线的形状参数和安全疲劳极限；根据所述等效动载荷Ssubgt;aei/subgt;、所述待监测部件的高周疲劳S‑N曲线的形状参数和安全疲劳极限，及动载荷Ssubgt;ai/subgt;和平均载荷Ssubgt;mi/subgt;对待监测部件的作用次数nsubgt;i/subgt;，计算得到待监测部件在一个飞行架次的疲劳累积损伤。

技术领域

本发明属于直升机载荷测试领域，涉及一种直升机飞行测试载荷疲劳损伤累积计算、监测方法。

背景技术

载荷疲劳损伤累积计算以及载荷的监测是保证直升机试飞安全的重要工作。直升机飞行载荷测试有着数据通道多、单通道数据量大的特点，部件的载荷疲劳损伤累积计算工作量大。本发明提出了一种飞行测试载荷的快速疲劳损伤累积计算、监测方法。

发明内容

本发明的目的：提供一种直升机飞行测试载荷疲劳损伤累积计算、监测方法，利用快速雨流计数与全范围的高周疲劳S-N曲线，实现了直升机载荷测试过程中对关重件的疲劳损伤累积计算与监测，为直升机载荷测试的安全监测提供了保障。

本发明的技术方案：一方面，提供一种直升机飞行测试载荷疲劳累积损伤的计算方法，所述计算方法包括，

根据直升机结构件的工作特点，确定直升机灾难性事故中以疲劳载荷为主的部件为待监测部件，对所述待监测部件进行载荷测试；

采用雨流计数的方法，统计所述待监测部件的载荷测试结果；所述载荷测试结果包括待监测部件的动载荷S_ai、平均载荷S_mi及动载荷S_ai和平均载荷S_mi对待监测部件的作用次数n_i；

采用抛物线修正方法，对所述平均载荷S_mi和动载荷S_ai进行修正，得到等效动载荷S_aei；

通过疲劳试验验证所述待监测部件的破坏形式，根据破坏形式确定待监测部件的疲劳S-N曲线的形状参数和安全疲劳极限；

根据所述等效动载荷S_aei、所述待监测部件的高周疲劳S-N曲线的形状参数和安全疲劳极限，及动载荷S_ai和平均载荷S_mi对待监测部件的作用次数n_i，计算得到待监测部件在一个飞行架次的疲劳累积损伤。

进一步地，所述待监测部件包括主旋翼、尾桨、操纵系统、传动机构和直升机的支撑连接结构。

进一步地，采用雨流计数方法时，对所述待监测部件的单架次飞行载荷数据进行峰值和谷值检索，得到所述待监测部件的单架次飞行载荷的最大载荷S_max,i和最小载荷S_min,i。

进一步地，所述动载荷S_ai和平均载荷S_mi的计算公式为，

进一步地，根据所述等效动载荷S_aei、所述待监测部件的疲劳S-N曲线的形状参数和安全疲劳极限，绘制待监测部件的疲劳S-N曲线，根据疲劳S-N曲线得到待监测部件发生疲劳破坏时所需的循环次数N_i。

进一步地，一个飞行架次的累积损伤为