基于DHDAS動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)的折疊舵面模態(tài)試驗探究

鐘智+蒙萬傳+羅海鋒

摘要：為分析、判斷折疊舵面的振動特性，提前發(fā)現(xiàn)裝配、加工缺陷，減少導(dǎo)彈發(fā)射事故及成本，利用DHDAS動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)采集折疊舵面施加載荷后舵面的反饋數(shù)據(jù)，分析折疊舵面的模態(tài)特性，進而判斷折疊舵面裝配質(zhì)量是否合格。

主題詞：折疊舵 模態(tài)試驗 動態(tài)采集系統(tǒng)

1 模態(tài)試驗系統(tǒng)組成及基本原理

1.1 模態(tài)試驗的系統(tǒng)組成

模態(tài)試驗所涉及到的設(shè)備主要有：

1.2 模態(tài)試驗的基本原理

模態(tài)試驗的基本原理及總體流程如下圖1所示：

2.模態(tài)試驗探究過程

2.1 折疊舵面的載荷施加點選擇

根據(jù)折疊舵面在實際飛行過程的受力情況分析，舵面的受力集中點為舵面上邊緣位置，因此將載荷點設(shè)置于該處中心位置，如下圖2所示：

2.2 傳感器反饋數(shù)據(jù)采集點選擇

根據(jù)力學分析中力矩計算公式：

M=F×L （1）

式中M——力矩；

F——力；

L——力臂。

即：折疊舵面在相同激振力作用力下，越遠離支點的位置所受力矩越大，位移變化越大，振動情況越明顯。因此，將傳感器監(jiān)測點設(shè)置于舵面的各邊緣點；同時，為了全面檢測舵面的振動情況，在舵面四周總共設(shè)置7處檢測點，如上圖2所示。

2.3 數(shù)據(jù)采集

給激振器施加隨機信號，激振器根據(jù)隨機信號給舵面輸出隨機的載荷，進而引發(fā)舵面的振動。

此時，在DHDAS軟件的測量界面可以看到記錄儀中顯現(xiàn)出折疊舵面的模態(tài)參數(shù)各項實時反饋數(shù)據(jù)，如舵面各檢測點的加速度、頻譜等，見下圖3、圖4所示：

圖4中頻譜的分布反映了舵面振動頻率，峰值處的頻率表示舵面在該振動頻率下發(fā)生共振運動。不規(guī)則的頻譜布局代表著試驗系統(tǒng)外其他因素造成的干擾，如噪音等。因此，當頻譜布局愈趨于正態(tài)分布時，表示舵面的振動情況愈穩(wěn)定，外界干涉因素越少，測出的數(shù)據(jù)愈真實。

3.模態(tài)試驗結(jié)果與分析

采用該方法進行了324片折疊舵面的模態(tài)試驗，其中4片舵面的試驗參數(shù)測試不合格。對不合格舵面進行拆解，復(fù)查裝配問題。通過對不合格舵面進行拆解，發(fā)現(xiàn)造成舵面模態(tài)試驗不合格的原因主要是：轉(zhuǎn)軸與舵面或支臂孔之間的配合間隙問題及定位銷裝配問題，經(jīng)過返修后，順利解決了問題。由此可見，模態(tài)試驗的結(jié)果可以有效地發(fā)現(xiàn)折疊舵面在裝配生產(chǎn)中存在的問題，可以作為舵面生產(chǎn)質(zhì)量診斷的可行方法。

4.結(jié)論：

本文通過利用DHDAS動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)對導(dǎo)彈折疊舵面進行了模態(tài)試驗的分析與探究，找到了一種有效檢測舵面固有振動頻率的方法，為及時發(fā)現(xiàn)舵面整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題提供了手段，為舵面生產(chǎn)質(zhì)量的檢測提供了有力的支撐。文中所采用的研究方法和試驗手段同樣適用于其它類似產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析。

參考文獻：

[1]沃德·海倫，斯蒂芬·拉門茲，波爾·薩斯.模態(tài)分析理論與試驗[M].北京：北京理工大學出版社，2001.

[2]郭威，董洪川，唐旭東，楊中巍.一種基于折疊舵面舵系統(tǒng)的模態(tài)分析方法[P].中國專利：CN201510882194.7，2016.