CN109557286A - 直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其包括:S100:取全尺寸风挡透明件作为试样,对试样先进行湿热老化试验,室温冷却后对试验进行光化学效应试验,并室温冷却;S200:将处理后的试样按照在直升机上的实际安装状态安装于试验测试设备上;S300:试样试验,试样试验包括试样载荷确定、试样的热气候类型环境试验及试样的冷气候类型环境试验;S400:确定单一使用环境下的风挡有效试验时间T1或T2,并选取时间T1和T2的最小值为两种环境下的风挡有效试验时间Tte;根据风挡有效试验时间得到风挡的有效飞行寿命时间。本申请更加真实的模拟了实际工作状态,使得考核结果更可靠。
Description
技术领域
本申请属于直升机耐久性试验技术领域,特别涉及一种直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法。
背景技术
随着直升机全疆域、全天候使用的强烈需求,具有防冰、除雾功能的电加热风挡透明件在直升机中的应用急剧增加。电加热风挡透明件通常为夹层复合结构,较传统的单层风挡透明件而言,材料种类更多、结构更加复杂,由此带来对风挡产品耐久性影响的因素也大量增加,导致在电加热风挡透明件研制过程中的综合性考核工作难以实施,并无法获得其试验评估寿命。
在现有风挡产品的考核过程中,通常是根据设计需求对风挡进行单项试验环境考核,如高低温、振动等,试验过程不能体现多因素的交互作用带来;同时无法考核长期效应的环境因子导致的产品性能降低对产品使用过程的影响;此外,缺少对风挡实际使用过程中常见的恶劣环境考核,如直升机开启电加温功能时进入含过冷水滴云层带来对风挡低温冲击效应。由于目前对于直升机电加热风挡玻璃多综合环境耐久性测试方法处于空白阶段,因此也就无法通过试验的方法对风挡产品的使用寿命进行评估,导致在风挡产品在服役过程中不能确定什么时候会失效,使用安全存在较大隐患。。
发明内容
本申请的目的是提供了一种直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,以解决上述任一问题。
本申请的技术方案是:一种直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其包括:
S100:取全尺寸风挡透明件作为试样,对试样先进行湿热老化试验,室温冷却后对试验进行光化学效应试验,并室温冷却;
S200:将处理后的试样按照在直升机上的实际安装状态安装于试验测试设备上;
S300:试样试验,试样试验包括试样载荷确定、试样的热气候类型环境试验及试样的冷气候类型环境试验;
S400:确定单一使用环境下的风挡有效试验时间Tte,Tte为T1或T2,选取时间T1和T2的最小值为两种环境下的风挡有效试验时间Tte;
则风挡的有效飞行寿命时间为n为无机非金属材料疲劳分散系数。
在本申请中,步骤S100中,试样的湿热老化试验方法包括:将试样置于空气温度43±2℃、湿度RH≥95%环境下240h。
在本申请中,步骤S100中,试样的光化学效应试验方法包括:将试样置于空气温度49±2℃、辐照度1120W/m2的环境下240h。
在本申请中,步骤S300中,试样载荷确定包括:S311:以单个载荷循环P1→P2→P3→P1为模拟一个飞行起落中风挡透明件的气压载荷变化,一个飞行起落时间为T1f,试样根据直升机的最大飞行速度Vmax、巡航速度Vc确定;S312:三级载荷中P1、载荷P3载荷保持第一预定时间,载荷P2保持第二预定时间,载荷变化之间为预定的载荷变化速率,一个完整的载荷循环时间Ttp为不少于0.5min。
在本申请中,步骤311中,载荷P1=Vmax 2×η/1600、载荷P2=Vc 2×η/1600、载荷P3=(0.8Vc)2×η/1600,η为风压高度变化系数,载荷方向从风挡外侧指向内侧,垂直风挡表面。
在本申请中,步骤312中,第一预定时间为2s~10s,第二预定时间为2s~80s,预定的载荷变化率为10Pa/s~400Pa/s,完整的载荷循环时间Ttp为0.5min~15min。
在本申请中,步骤S300中,试样的热气候类型环境试验包括:
S321:热气候环境类型试验采用温度-载荷正交组合开展,以预定时间间隔Tg为隔检查风挡透明件的试验检查周期要求,即预定时间间隔Tg内总循环次数Tg/T1f次;热气候类型中温度梯级定义为38℃占实施周期的95%、52℃占实施周期的5%,即循环次数分别为0.95*Tg/T1f、0.05*Tg/T1;
S322:试样安装后,进行以下步骤:
a)试验设备舱外模拟温度控制在38±2℃、舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)0.95*Tg/T1f次;
b)试验设备舱外模拟温度上升到52±2℃,温度上升速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环,载荷循环次数为0.05*Tg/T1f;
c)每完成Tg/T1f次步骤a至步骤b的循环,取出试样进行质量检测,如出现失效模式即停止试验,记录试验时间;如未出现故障继续重复进行步骤a至步骤b,直到试样失效或达到指定试验时间;
d)根据步骤a、步骤b、步骤c,获得试样有效试验时间T1。
在本申请中,步骤S300中,试样的冷气候类型环境试验包括
S331:冷气候环境类型试验同样采用温度-载荷正交组合开展,即在一定温度环境条件下进行一个完整的载荷循环相当于模拟了一个飞行起落,同时定义预定时间间隔Tg为检查风挡透明件的试验检查周期要求,即预定时间间隔Tg内总循环次数Tg/T1f次;冷气候类型中温度梯级定义为4℃占实施周期的45%、-4℃占实施周期的25%、-32℃占实施周期的25%、-55℃占实施周期的5%,即循环次数分别为0.45*Tg/T1f、0.25*Tg/T1f、0.25*Tg/T1f、0.05*Tg/T1f;
S332:试样安装后,进行以下步骤:
a)试验设备舱外模拟温度设置在4±2℃、舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环0.45*Tg/T1f次;在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能,完成载荷P3保载时Tp3关闭电加温功能,在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度;同时在电加热时间达到Tp3-Tc时,开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击,过冷水滴参数为温度0~-10℃、水滴直径5~20um、液态水含量0.2~10g/m3;
b)试验设备舱外模拟温度下降到-4±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环,0.25*Tg/T1f次;在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能,完成载荷P3保载时Tp3关闭电加温功能,在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度;同时在电加热时间达到Tp3-Tc时,开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击,过冷水滴参数温度0~-10℃、水滴直径5~20um、液态水含量0.2~10g/m3;
c)试验设备舱外模拟温度下降到-32±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环0.25*Tg/T1f次;
d)试验设备舱外模拟温度下降到-55±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环0.05*Tg/T1f次;
e)每完成Tg/T1f次步骤a、步骤b、步骤c、步骤d的循环,取出试样进行质量检测,如出现失效模式即停止试验,记录试验时间;如未出现故障继续重复进行步骤a、步骤b、步骤c、步骤d,直到试样失效或达到指定试验时间;
f)按步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e,获得试样有效试验时间T2。
在本申请中,所述预定时间间隔Tg为100h。
在本申请中,步骤S400中,无机非金属材料分散系数n取值为4~6。
本申请的试验及寿命评估方法可以实现电加热风挡透明件在研制阶段最大程度的检测出设计、工艺过程存在的潜在缺陷,保证电加热风挡透明件能够以具有成本效益的方式执行纠正措施,保障直升机的首飞安全性,获得的风挡透明件评估寿命可用于指导风挡透明件的外场使用,提高产品服役期间使用安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案,下面将对附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的风挡耐久性试验及寿命评估方法步骤流程图;
图2为本申请的方法所采用的一实施例的试验设备参考图;
图3为本申请的方法综合试验谱块。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
在本申请的描述中,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
本申请的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,主要包括以下步骤:试样(全尺寸风挡)预处理(湿热-紫外)、试件安装、试验实施和寿命评估判断。试样件数根据直升机服役地区自然环境气候确定:服役环境类型划分为热气候类型和冷气候类型,如在单一环境气候类型使用,进行1件对应环境气候类型试验;如在两种环境类型均有使用,两种环境各进行1件试验,寿命结果取其低值。
本申请的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,参见图1至图3,具体的包括:
S100,试样预处理
S101,选取全尺寸风挡作为试样,将试样置于空气温度43±2℃、湿度RH≥95%环境下240h,湿热老化完成后冷却至室温,取出试样;
S102,将湿热处理后的试样置于空气温度49±2℃、辐照度1120W/m2的环境下240h,实现湿热与光化学效应因子在试件上的交互作用,光化学效应完成后,冷却至室温取出;
S200,试样安装
参见图2,将完成预处理的试样按照在直升机上的实际安装状态在试验测试设备(模拟座舱的骨架外形尺寸应与背景直升机实际状态一致)上安装,安装所涉及的连接标准件、材料、安装方法等与实际状态保持一致;
S300,试验实施,试样试验包括试样载荷确定、试样的热气候类型环境试验及试样的冷气候类型环境试验
S310,确定试样载荷参数
S311,试验的单个载荷循环(P1→P2→P3→P1)为模拟一个飞行起落(一个飞行起落时间定义为T1f,单位h)中风挡透明件的气压载荷变化,具体根据风挡透明件应用背景直升机的最大飞行速度Vmax、巡航速度Vc确定。具体的,对于单个载荷循环中定义三级载荷梯度P1、P2、P3:P1为Vmax 2×η/1600、P2为Vc 2×η/1600、P3为(0.8Vc)2×η/1600,η为风压高度变化系数,载荷方向从风挡外侧指向内侧,垂直风挡表面;
S312,三级载荷中P1、P3保载荷时间优于2S~10S,P2保载时间优于2S~80S,载荷变化速率优于10Pa/s~400Pa/s,一个完整的载荷循环时间Ttp优于0.5min~15min;
S320,热气候环境类型试验
S321,热气候环境类型试验采用温度-载荷正交组合开展,即在一定温度环境条件下进行一个完整的载荷循环相当于模拟了一个飞行起落,同时定义100h为检查风挡透明件的试验检查周期要求,即100h内总循环次数100/T1f次。热气候类型中温度梯级定义为为38℃(实施周期占比95%)、52℃(实施周期占比5%),即循环次数分别为95/T1f、5/T1f。
为提高试验可实施性以模拟100h飞行时间进行一次风挡质量全面检查,具体参见步骤S322。
S322,试样安装后,进行以下步骤:
a)试验设备舱外模拟温度控制在38±2℃、舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)95/T1f次;
b)试验设备舱外模拟温度上升到52±2℃,温度上升速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1),载荷循环次数为5/T1f;
c)每完成100/T1f次步骤a至步骤b的循环(循环过程舱外模拟温度由52±2℃下降到38℃的速率大于10℃/min),取出试样进行质量检测。如出现失效模式(电加温功能故障,内外层玻璃出现裂纹、分层,中间层聚氨酯胶片出现气泡等)即停止试验,记录试验时间;如未出现故障继续重复进行步骤a至b,直到试样失效或达到指定试验时间;
d)根据步骤a)、b)、c),获得试样有效试验时间T1。
S330,冷气候类型试验
S331,冷气候环境类型试验同样采用温度-载荷正交组合开展,即在一定温度环境条件下进行一个完整的载荷循环相当于模拟了一个飞行起落,同时定义100h为检查风挡透明件的试验检查周期要求,即100h内总循环次数100/T1f次。冷气候类型中温度梯级定义为为4℃(实施周期占比45%)、-4℃(实施周期占比25%)、-32℃(实施周期占比25%)、-55℃(实施周期占比5%),即循环次数分别为45/T1f、25/T1f、25/T1f、5/T1f。
S332,试样安装后,进行以下步骤:
a)试验设备舱外模拟温度设置在4±2℃、舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)45/T1f次。在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能,完成载荷P3保载时Tp3关闭电加温功能,在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度。同时在电加热时间达到Tp3-Tc时(Tc优于1S~30S),开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击,过冷水滴(可含对风挡透明件无性能损害的溶剂如酒精等)参数优于温度0~-10℃、水滴直径5~20um、液态水含量0.2~10g/m3;
b)试验设备舱外模拟温度下降到-4±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1),25/T1f次。在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能,完成载荷P3保载时Tp3关闭电加温功能,在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度。同时在电加热时间达到Tp3-Tc时(Tc优于1S~30S),开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击,过冷水滴(可含对风挡透明件无性能损害的溶剂如酒精等)参数优于温度0~-10℃、水滴直径5~20um、液态水含量0.2~10g/m3;
c)试验设备舱外模拟温度下降到-32±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)25/T1f次;
d)试验设备舱外模拟温度下降到-55±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)5/T1f次;
e)每完成100/T1f次步骤a、步骤b、步骤c、步骤d的循环(循环过程舱外模拟温度由-55±2℃上升到4±2℃的速率大于10℃/min),取出试样进行质量检测,如出现失效模式(电加温功能故障,内外层玻璃出现裂纹、分层,中间层聚氨酯胶片出现气泡等)即停止试验,记录试验时间;如未出现故障继续重复进行步骤a、步骤b、步骤c、步骤d,直到试样失效或达到指定试验时间;
f)按步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e,获得试样有效试验时间T2。
S400,寿命评估判断,包括:
S410,得到上述步骤中单一环境类型使用的风挡有效试验时间Tte即为T1(或T2),选取两种环境类型使用的风挡有效试验时间Tte为T1、T2中的较低值;
S420,计算风挡透明件有效飞行寿命时间单位为h,其中n为无机非金属材料疲劳分散系数,推荐取值4~6。
为使本申请的内容及步骤有更进一步的了解与认识,通过某型直升机作为示例进行详细的说明。
本申请的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验方法,包括以下步骤:
S100,试样预处理:
1)选取全尺寸风挡作为试样,将试样置于43±2℃、湿度RH≥95%环境下240h,湿热老化完成后冷却至室温,取出试样;
2)将湿热处理后的试样置于温度49±2℃、辐照度1120W/m2的环境下240h,光化学效应完成后,冷却至室温取出;
S200,试样安装,包括:
将完成预处理的试样按照在直升机上的实际安装状态在试验测试设备(模拟座舱的骨架外形尺寸应与背景直升机实际状态一致)上安装,安装所涉及的连接标准件、材料、安装方法等与实际状态保持一致;
S300,试验实施,包括:
S310,确定载荷参数
S311,某些直升机的最大飞行速度Vmax为260km/h、巡航速度Vc为246km/h,风压高度变化系数η按20m离地高度、B类地面粗糙度取1.23,获得三级载荷梯度P1、P2、P3分别为:4010Pa(P1)、3590Pa(P2)、2297Pa(P3);
S312,试验中载荷从P1→P2→P3→P1为1个载荷循环,其中P1、P3保载荷时间取3S,P2保载时间取6S,载荷变化速率取50Pa/s,一个完整的载荷循环时间Tp为1.342min。
S320,假定直升机在冷气候类型区域服役,试样安装后,冷气候类型环境试验进行以下步骤:
S321,假定直升机一个起落飞行时间定义为10min(1/6h),100h的检查周期内总计循环100/T1f次即400次,各温度梯级4℃、-4℃、-32℃、-55℃的循环次数分别为270、150、150、30。
S322,试样安装后,进行以下步骤:
a)试验设备舱外模拟温度控制在4±2℃、舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)270次。根据步骤3.1.2中,从每次载荷循环中0~46.3S(Tp3)期间开启按实际最大工作功率Pw电加热功能,同时在40.3S时进行为时6S的过冷水滴冲击,过冷水滴选择酒***溶液(温度-4℃、水滴直径10um、液态水含量1g/m3)。
b)试验设备舱外模拟温度控制下降到-4±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1),150次。每次载荷循环中0~46.3S(Tp3)期间开启按实际最大工作功率Pw电加热功能,同时在40.3S时进行为时6S的过冷水滴冲击,过冷水滴选择含酒***溶液(温度-4℃、水滴直径10um、液态水含量1g/m3)。
c)试验设备舱外模拟温度控制下降到-32±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)150次。
d)试验设备舱外模拟温度控制下降到-55±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)30次;
e)每完成600次步骤a、步骤b、步骤c、步骤d后(循环过程舱外模拟温度由-55±2℃上升到4±2℃的速率大于10℃/min),取出试样进行质量检测,如出现失效模式(电加温功能故障,内外层玻璃出现裂纹、分层,中间层聚氨酯胶片出现气泡等)即停止试验,记录试验时间;如未出现故障继续重复进行步骤a、步骤b、步骤c、步骤d,直到试样失效或达到指定试验时间;
f)按步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e总计完成10次完整循环,即获得试样有效试验时间T2为1500h。
S400,寿命判断,包括:
取无机非金属材料疲劳分散系数n为4,风挡透明件有效飞行寿命时间TL=1500×10/1.342/4=2794h。
本直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法具有如下优点:
1)提出了一种全新的电加温风挡透明件耐久性试验方法及流程,填补现有技术空白,可实现现有方法无法达到的效果:在研制阶段最大程度检测出设计、工艺过程存在的潜在缺陷,获得风挡透明件使用寿命;
2)考虑了多个环境考核因素带来的交互作用,交互作用考核因子涵盖湿热、光化学效应、载荷、温度、温度冲击,区别于现有传统试验方法采用单因素或双因素的考核因子不全面的考核方法;
3)设计了基于真实工况的温度冲击试验方法,建立了通过风挡电加热实施低温过冷水滴实现温度冲击的试验方法及参数;
4)采用基于直升机飞行过程的气动载荷和温度冲击因子,区别于现有传统试验主要采用基于贮存环境提出的考核因子,更加真实的模拟了实际工作状态,考核结果更可靠;
5)采用了基于预定时间间隔为检查周期的温度-载荷正交组合试验实施方法,使试验周期更加紧凑,获得较低的试验成本、较高可行性。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,包括:
S100:取全尺寸风挡透明件作为试样,对试样先进行湿热老化试验,室温冷却后对试验进行光化学效应试验,并室温冷却;
S200:将处理后的试样按照在直升机上的实际安装状态安装于试验测试设备上;
S300:试样试验,试样试验包括试样载荷确定、试样的热气候类型环境试验及试样的冷气候类型环境试验;
S400:确定单一使用环境下的风挡有效试验时间Tte,Tte为T1或T2,选取时间T1和T2的最小值为两种环境下的风挡有效试验时间Tte;
则风挡的有效飞行寿命时间为n为无机非金属材料疲劳分散系数。
2.根据权利要求1的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤S100中,试样的湿热老化试验方法包括:
将试样置于空气温度43±2℃、湿度RH≥95%环境下240h。
3.根据权利要求2的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤S100中,试样的光化学效应试验方法包括:
将试样置于空气温度49±2℃、辐照度1120W/m2的环境下240h。
4.如权利要求3的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤S300中,试样载荷确定包括:
S311:以单个载荷循环P1→P2→P3→P1为模拟一个飞行起落中风挡透明件的气压载荷变化,一个飞行起落时间为T1f,试样根据直升机的最大飞行速度Vmax、巡航速度Vc确定;
S312:三级载荷中P1、载荷P3载荷保持第一预定时间,载荷P2保持第二预定时间,载荷变化之间为预定的载荷变化速率,一个完整的载荷循环时间Ttp为不少于0.5min。
5.如权利要求4的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤311中,载荷P1=Vmax 2×η/1600、载荷P2=Vc 2×η/1600、载荷P3=(0.8Vc)2×η/1600,η为风压高度变化系数,载荷方向从风挡外侧指向内侧,垂直风挡表面。
6.根据权利要求5的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤312中,第一预定时间为2s~10s,第二预定时间为2s~80s,预定的载荷变化率为10Pa/s~400Pa/s,完整的载荷循环时间Ttp为0.5min~15min。
7.如权利要求6的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤S300中,试样的热气候类型环境试验包括:
S321:热气候环境类型试验采用温度-载荷正交组合开展,以预定时间间隔Tg为隔检查风挡透明件的试验检查周期要求,即预定时间间隔Tg内总循环次数Tg/T1f次;热气候类型中温度梯级定义为38℃占实施周期的95%、52℃占实施周期的5%,即循环次数分别为0.95*Tg/T1f、0.05*Tg/T1;
S322:试样安装后,进行以下步骤:
a)试验设备舱外模拟温度控制在38±2℃、舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)0.95*Tg/T1f次;
b)试验设备舱外模拟温度上升到52±2℃,温度上升速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环,载荷循环次数为0.05*Tg/T1f;
c)每完成Tg/T1f次步骤a至步骤b的循环,取出试样进行质量检测,如出现失效模式即停止试验,记录试验时间;如未出现故障继续重复进行步骤a至步骤b,直到试样失效或达到指定试验时间;
d)根据步骤a、步骤b、步骤c,获得试样有效试验时间T1。
8.如权利要求7的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤S300中,试样的冷气候类型环境试验包括
S331:冷气候环境类型试验同样采用温度-载荷正交组合开展,即在一定温度环境条件下进行一个完整的载荷循环相当于模拟了一个飞行起落,同时定义预定时间间隔Tg为检查风挡透明件的试验检查周期要求,即预定时间间隔Tg内总循环次数Tg/T1f次;冷气候类型中温度梯级定义为4℃占实施周期的45%、-4℃占实施周期的25%、-32℃占实施周期的25%、-55℃占实施周期的5%,即循环次数分别为0.45*Tg/T1f、0.25*Tg/T1f、0.25*Tg/T1f、0.05*Tg/T1f;
S332:试样安装后,进行以下步骤:
a)试验设备舱外模拟温度设置在4±2℃、舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环0.45*Tg/T1f次;在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能,完成载荷P3保载时Tp3关闭电加温功能,在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度;同时在电加热时间达到Tp3-Tc时,开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击,过冷水滴参数为温度0~-10℃、水滴直径5~20um、液态水含量0.2~10g/m3;
b)试验设备舱外模拟温度下降到-4±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环,0.25*Tg/T1f次;在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能,完成载荷P3保载时Tp3关闭电加温功能,在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度;同时在电加热时间达到Tp3-Tc时,开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击,过冷水滴参数温度0~-10℃、水滴直径5~20um、液态水含量0.2~10g/m3;
c)试验设备舱外模拟温度下降到-32±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环0.25*Tg/T1f次;
d)试验设备舱外模拟温度下降到-55±2℃,温度下降速率大于10℃/min,舱内模拟温度控制在4~32℃,进行载荷循环0.05*Tg/T1f次;
e)每完成Tg/T1f次步骤a、步骤b、步骤c、步骤d的循环,取出试样进行质量检测,如出现失效模式即停止试验,记录试验时间;如未出现故障继续重复进行步骤a、步骤b、步骤c、步骤d,直到试样失效或达到指定试验时间;
f)按步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e,获得试样有效试验时间T2。
9.根据权利要求7或8的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,所述预定时间间隔Tg为100h。
10.根据权利要求1的直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法,其特征在于,步骤S400中,无机非金属材料分散系数n取值为4~6。
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