CN112607053B - 一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，包括：步骤1，施加载荷并测量应变值；步骤2，计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的加载测量值与卸载测量值之差并进行合理性判断；步骤3，计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的测量值误差。本发明可用于通过应变测量数据分布规律来检查加载方案的合理性，该方法中使用的理论依据正确，实施步骤清晰、简单，工程概念明确；采用该方法解决了飞机结构强度试验应变测量值真伪不易确定问题，具体解决了现有应变值的测量方式，由于应变测量数据多、数据处理繁琐、数据真伪鉴别难度大等原因，从而给应变片实测值的有效性、真实性及准确性评估造成困难的问题。

Description

一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法

技术领域

本发明涉及单不限于航空结构强度试验技术领域，特别是涉及到一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法。

背景技术

飞机结构强度试验中，要在试验件表面粘贴大量应变片，通过加载测量应变片的应变值，来掌握试验件的真实应力情况。

然而，由于应变测量数据多、数据处理繁琐、数据真伪鉴别难度大等原因，从而给应变片实测值的有效性、真实性及准确性评估造成困难。

发明内容

本发明的目的是：本发明实施例提供一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，以解决现有应变值的测量方式，由于应变测量数据多、数据处理繁琐、数据真伪鉴别难度大等原因，从而给应变片实测值的有效性、真实性及准确性评估造成困难的问题。

本发明的技术方案是：本发明实施例一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，包括：

步骤1，施加载荷并测量应变值，包括：按照预设的程序对试验件进行加载测量及卸载测量，得到应变片测量值，所述应变片测量值包括应变片的加载测量值ε_ij和卸载测量ε'_íj；其中，i为载荷级数，j为应变片，ε_ij表示第i级载荷第j个应变片的加载测量值，ε'_íj为表示第i级载荷第j个应变片的卸载测量值；

步骤2，计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的加载测量值与卸载测量值之差并进行合理性判断；

步骤3，计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的测量值误差。

可选地，如上所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法中，所述步骤1之前，还包括：

步骤1a，对应变片进行有效性的初始检查，检查所有应变片粘贴牢固、线束正常。

可选地，如上所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法中，所述步骤1之后，还包括：

步骤1b，对应变片进行有效性的加载后检查，通过步骤1的加载过程检测出损坏的应变片。

可选地，如上所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法中，所述步骤1b包括：

从步骤1获得的应变片测量值筛选出所有测量值大于10000με，小于50με，以及随载荷增加应变数据不发生线性变化的异常应变片，检测所述异常应变片是否存在应变片粘贴脱胶或线束断开或应变片失效，若存在，则重新粘贴应变片或者重新布线或者更换失效应变片之后，返回重新执行步骤1。

可选地，如上所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法中，所述步骤1之后，还包括：

步骤1c，计算并判断控制***误差，以检测用于对试验件进行加载的控制***的有效性。

可选地，如上所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法中，所述步骤1c包括：计算每级载荷下的控制***误差η_i为：

η_i＝(F_i-F'_i)/A，判断η_i是否满足|η_i|≤1％；

若判断出不满足，则应检查并调整加载***后，返回重新执行步骤1；

其中，F_i为载荷级数为i时的载荷反馈值，F'_i为载荷级数为i时载荷指令值，A为传感器满量程值。

可选地，如上所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法中，所述步骤2包括：

步骤21，计算每级载荷下，每个应变片的加载测量值与卸载测量值之差δ_íj为：δ_ij＝ε_ij-ε'_íj；

步骤22，判断所述每个应变片在每级载荷下的δ_íj是否均存在δ_íj≥0或者是否均存在δ_íj≤0的情况；

步骤23，在步骤22中判断出若存在所述情况时，检查所有的应变片测量值，如果所有的应变片测量值均存在δ_íj≥0或δ_íj≤0的情况，则调整试验方案后重新执行步骤1。

可选地，如上所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法中，所述步骤3包括：

步骤31，计算每级载荷下，应变片的加载测量值与卸载测量值的测量值误差η'_ij为：

η'_ij＝(ε_ij-ε'_íj)/ε，ε取ε_ij或ε'_íj；

步骤32，判断测量值误差η'_ij是否满足|η'_ij|≤5％，若不满足，则分析原因并返回重新执行步骤1；若满足，则确定出结构强度试验中应变片测量值的准确性符合可信度要求。

本发明的优点是：

本发明实施例提出了一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，本发明实施例针对飞机结构强度试验中应变测量数据多、数据处理工作量大、应变测量结果的有效性、真实性及准确性不易确定的实际问题，提出了一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法。该应变测量值准确性确定方法基于试验件的应变已测量值，给出了通过应变片有效性初始检查、借助于测量数据对应变片有效性再次确认检查、控制***误差检查、指令值与反馈值误差检查、加载卸载数据一致性分布规律检查等方法和步骤，从而给出了应变测量值准确性的评估结论。本发明使用的理论依据正确，实施步骤清晰、简单，工程概念明确。本发明解决了飞机结构强度试验应变测量值真伪不易确定问题，本发明还可用于通过应变测量数据分布规律来检查加载方案的合理性。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法的流程图；

图2为本发明实施例中加载与卸载时应变片测量值比较的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供的测量值准确性确定方法，基于试验件的应变已测量值，给出了通过应变片有效性初始检查、借助于测量数据对应变片有效性再次确认检查、控制***误差检查、指令值与反馈值误差检查、加载卸载数据一致性分布规律检查等方法和步骤，从而给出了应变测量值准确性的评估结论。

本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。下面结合附图对本发明做进一步详细说明，请参阅图。

图1为本发明实施例提供一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法的流程图。如图1所示，本发明实施例提供的飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法包括以下步骤：

步骤一、应变片有效性初始检查，该步骤中具体检查所有应变片粘贴牢固、线束正常。

步骤二、施加载荷并测量应变值，该步骤的具体实施方式包括：按照规定的程序对试验件进行加载测量及卸载测量，得到应变片测量值，该应变片测量值包括应变片的加载测量值ε_ij和应变片的卸载测量值ε'_íj，其中，i为载荷级数，j为应变片，ε_ij表示第i级载荷第j个应变片的加载测量值，ε'_íj表示第i级载荷第j个应变片的卸载测量值。

步骤三、应变片有效性再次检查确认，该步骤的具体实施方式包括：从步骤二获得的应变片测量值中筛选出所有测量值中大于10000με，或小于50με，以及随载荷增加应变数据不发生线性变化的异常应变片，检测这些异常应变片是否存在应变片粘贴脱胶或线束断开或应变片失效，若存在，则视情况重新粘贴应变片或者重新布线或者更换失效应变片，然后，返回重新执行步骤二。

步骤四、计算并判断控制***误差，该步骤的目的为：检测用于对试验件进行加载的控制***的有效性，该步骤的具体实施方式包括：计算每级载荷下的控制***误差η_i为：

η_i＝(F_i-F'_i)/A,判断η_i是否满足|η_i|≤1％；

若判断出不满足，则应检查并视情调整加载***，然后，返回步骤二。

上述公式中，F_i为载荷级数为i时的载荷反馈值，F'_i为载荷级数为i时载荷指令值，A为传感器满量程值。

需要说明的是，本发明实施例中的步骤三和步骤四不限制执行的先后顺序。

步骤五、计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的加载测量值与卸载测量值之差，并进行合理性判断；该步骤的具体实施方式包括：

计算每级载荷下，加载与卸载时，每个应变片的加载测量值与卸载测量值之差δ_íj为：

δ_ij＝ε_ij-ε'_íj；

判断每个应变片在每级载荷下的δ_íj是否均存在δ_íj≥0或者是否均存在δ_íj≤0的情况；

若判断出存在上述情况，此时应检查其它所有的应变片测量值，如果所有的应变片测量值均存在δ_íj≥0或δ_íj≤0的情况，则证明加载方案有误，应调整试验方案，试验终止。

如图2所示，为本发明实施例中加载与卸载时应变片测量值比较的原理示意图，图2中可以看出，某个应变片在加载和卸载中，i载荷下的δ_íj小于0，j载荷下的δ_íj大于0，即不存在上述加载方案有误的情况。

步骤六、计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片测量值误差；该步骤的具体实施方式包括：

计算每级载荷下，加载与卸载时，应变片的加载测量值与卸载测量值的测量值误差η'_ij为：

η'_ij＝(ε_ij-ε'_íj)/ε，ε取ε_ij或ε'_íj；

判断测量值误差η'_ij是否满足|η'_ij|≤5％，若不满足，则分析原因并视情返回步骤二；若满足，则证明该试验中应变测量值的准确性是可信的。

本发明实施例提出的种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，本发明实施例针对飞机结构强度试验中应变测量数据多、数据处理工作量大、应变测量结果的有效性、真实性及准确性不易确定的实际问题，提出了一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法。该应变测量值准确性确定方法基于试验件的应变已测量值，给出了通过应变片有效性初始检查、借助于测量数据对应变片有效性再次确认检查、控制***误差检查、指令值与反馈值误差检查、加载卸载数据一致性分布规律检查等方法和步骤，从而给出了应变测量值准确性的评估结论。本发明使用的理论依据正确，实施步骤清晰、简单，工程概念明确。本发明解决了飞机结构强度试验应变测量值真伪不易确定问题，本发明还可用于通过应变测量数据分布规律来检查加载方案的合理性。

具体实施例

下面以某一具体实施例对本发明提供的飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法的具体实施方式做进一步详细说明。

该具体实施例提供的飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法的实施方式如下：

已知：试验件表面粘贴3个应变片，当前试验件加载级数为2，此时对应的载荷反馈值F₂＝100000N，载荷指令值F₂'＝100500N,传感器满量程值A＝120000N。

该具体实施例提供的飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，包括以下步骤：

步骤一、应变片有效性初始检查，该步骤中具体检查所有应变片粘贴是否牢固、线束连接是否正常。

步骤二、施加载荷并测量应变值，该步骤的具体实施方式包括：按照规定的程序进行加载测量及卸载测量，得到加载时各个应变片加载测量值分别为ε₂₁＝30με，ε₂₂＝10100με，ε₂₃＝2800με，ε₂₃＝3000με，卸载时各个应变片卸载测量值分别ε'₂₁＝2040με，ε'₂₂＝10600με，ε'₂₃＝2900με，ε'₂₃＝2950με。举例中以单片应变片为例进行说明。

步骤三、应变片有效性再次检查确认，该步骤的具体实施方式包括：从步骤二获得的应变片测量值中，可以判断第1个应变片、第2个应变片为失效片，应进行重新粘贴或检查线束。目前只有第3个应变片暂时有效。

步骤四、计算并判断控制***误差该步骤的具体实施方式包括：计算每级载荷下的控制***误差η_i为：η_i＝(F_i-F'_i)/A＝0.004，满足|η_i|≤1％，则控制***误差满足要求。

步骤五、计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的加载测量值与卸载测量值之差，并进行合理性判断；该步骤的具体实施方式包括：

计算δ_ij＝ε_ij-ε'_íj，经判断，存在δ_íj≥0也存在δ_íj≤0，则说明加载方案正确。

步骤六、计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片测量值误差；该步骤的具体实施方式包括：计算每级载荷下，加载与卸载时，应变片的加载测量值与卸载测量值的测量值误差η'_ij为：

η'_ij＝(ε_ij-ε'_íj)/ε'_íj，经计算，|η'_ij|＝3.4％≤5％，则证明第3个应变片的测量结果是可信的。

本发明实施例提出了一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，本发明针对飞机结构强度试验中应变测量数据多、数据处理工作量大、应变测量结果的有效性、真实性及准确性不易确定的实际问题，提出了一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法。该方法基于试验件的应变已测量值，给出了通过应变片有效性初始检查、借助于测量数据对应变片有效性再次确认检查、控制***误差检查、指令值与反馈值误差检查、加载卸载数据一致性分布规律检查等方法和步骤，从而给出了应变测量值准确性的评估结论。本发明使用的理论依据正确，实施步骤清晰、简单，工程概念明确。本发明解决了飞机结构强度试验应变测量值真伪不易确定问题，本发明还可用于通过应变测量数据分布规律来检查加载方案的合理性。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，施加载荷并测量应变值，包括：按照预设的程序对试验件进行加载测量及卸载测量，得到应变片测量值，所述应变片测量值包括应变片的加载测量值ε_ij和卸载测量ε'_íj；其中，i为载荷级数，j为应变片，ε_ij表示第i级载荷第j个应变片的加载测量值，ε'_íj为表示第i级载荷第j个应变片的卸载测量值；

步骤2，计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的加载测量值与卸载测量值之差并进行合理性判断；

步骤3，计算同级载荷下加载与卸载时所有应变片的测量值误差；

其中，所述步骤2包括：

步骤21，计算每级载荷下，每个应变片的加载测量值与卸载测量值之差δ_íj为：δ_ij＝ε_ij-ε'_íj；

步骤22，判断所述每个应变片在每级载荷下的δ_íj是否均存在δ_íj≥0或者是否均存在δ_íj≤0的情况；

步骤23，在步骤22中判断出若存在所述情况时，检查所有的应变片测量值，如果所有的应变片测量值均存在δ_íj≥0或δ_íj≤0的情况，则调整试验方案后重新执行步骤1；

所述步骤3包括：

步骤31，计算每级载荷下，应变片的加载测量值与卸载测量值的测量值误差η'_ij为：

η'_ij＝(ε_ij-ε'_íj)/ε，ε取ε_ij或ε'_íj；

步骤32，判断测量值误差η'_ij是否满足|η'_ij|≤5％，若不满足，则分析原因并返回重新执行步骤1；若满足，则确定出结构强度试验中应变片测量值的准确性符合可信度要求。

2.根据权利要求1所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，其特征在于，所述步骤1之前，还包括：

步骤1a，对应变片进行有效性的初始检查，检查所有应变片粘贴牢固、线束正常。

3.根据权利要求2所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，其特征在于，所述步骤1之后，还包括：

步骤1b，对应变片进行有效性的加载后检查，通过步骤1的加载过程检测出损坏的应变片。

4.根据权利要求3所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，其特征在于，所述步骤1b包括：

从步骤1获得的应变片测量值筛选出所有测量值大于10000με，小于50με，以及随载荷增加应变数据不发生线性变化的异常应变片，检测所述异常应变片是否存在应变片粘贴脱胶或线束断开或应变片失效，若存在，则重新粘贴应变片或者重新布线或者更换失效应变片之后，返回重新执行步骤1。

5.根据权利要求2所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，其特征在于，所述步骤1之后，还包括：

步骤1c，计算并判断控制***误差，以检测用于对试验件进行加载的控制***的有效性。

6.根据权利要求5所述飞机结构强度试验中应变测量值准确性确定方法，其特征在于，所述步骤1c包括：计算每级载荷下的控制***误差η_i为：

η_i＝(F_i-F_i')/A，判断η_i是否满足|η_i|≤1％；

若判断出不满足，则应检查并调整加载***后，返回重新执行步骤1；

其中，F_i为载荷级数为i时的载荷反馈值，F_i'为载荷级数为i时载荷指令值，A为传感器满量程值。

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