高低周復合載荷試驗及分析

張 偉，由 于，徐 健

（中國飛機強度研究所，陜西?西安?710065）

某涵道尾槳疲勞壽命認定試驗中，尾槳受到2個方向的作用力：沿葉身方向的離心力和葉身法向的氣動力。離心力是葉片自重在高速旋轉下產生，同時因轉速的波動而發生低周循環；氣動力是尾槳高速旋轉時葉身受到的氣流壓力，同時因為支撐定子的干涉作用而發生高周循環。

試驗要求2種載荷能夠協調同步加載，真實模擬尾槳葉片在真實工作環境下的受載情況，復現葉片在工作中的破壞故障。

1 試驗方案及流程

葉片受到的兩種試驗載荷在三維坐標系中正交，且頻率相差較大，無法使用單一試驗加載設備進行同時加載。經過研究和試驗，最終的試驗方案是離心力載荷采用由載荷傳感器、液壓作動缸和MOOG協調加載控制系統組成的閉環控制系統進行精確加載，氣動力載荷采用由加速度傳感器、電磁振動臺和振動控制儀組成的系統進行控制加載[1]。試驗系統的示意圖如圖1所示。

圖1 ??試驗系統示意圖

試驗采用疲勞試驗模式，21.6 s為一個試驗周期，每個試驗周期中間間隔2 s。每一個試驗周期內，高周循環載荷主動加載，且在加載開始時，發出同步觸發信號；低周循環載荷在初始狀態，接收同步觸發信號，開始自動加載，一個周期結束后，回到初始狀態，等待下一個試驗周期的觸發信號[2]。試驗流程如圖2所示。

圖2 ??試驗同步加載流程

準備工作就緒后，首先將低周循環載荷加載至初始狀態并保持，等待同步信號的觸發；……