航空发动机液压管路振动实验研究

论文摘要

针对现有的航空发动机液压管路振动测试试验装置不能完全体现航空发动机液压管路的真实振动情况的问题,本研究根据航空发动机液压管路的实际工作环境,提供一种能够真实地反映被试液压管路的振动特征的模拟航空发动机液压管路振动环境的测试试验装置,以满足研究人员对航空发动机液压管路的振动机理和振动故障特征研究的需要。本文建立了一个完整的液压泵站,能够实现实验要求的流速调节和压力调节。液压管路的固定方式符合航空发动机管路安装的要求,能够真实的模拟航空发动机液压管路的振动环境。为实现良好的人机界面,本文利用VB语言设计了一个完整的控制系统,采用研华PCL-818L数据采集卡实现模拟量的输入输出功能和脉冲计数功能。控制系统能够实现模拟输出的波形控制、频率控制,并能实时显示输出波形；能够实现模拟输入信号的采集、滤波、分析与实时监测,实现液压管路流量的实时监测；管路振动信号采集与分析采用国际先进的B&K系统,集信号采集、处理与分析于一体。建立了航空发动机液压管路在外部激振下的振动模型,分析出了管路固有频率的变化规律,并且做了一系列实验,一方面验证了实验系统的实用性,另一方面也验证了理论分析的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 管路振动研究情况
• 1.2.2 航空发动机管路振动研究情况
• 1.2.3 实验研究情况
• 1.3 本课题的主要任务
• 1.4 课题的突破和创新
• 第2章 系统总体方案设计
• 2.1 系统的总体方案设计
• 2.2 液压动力单元
• 2.3 控制系统设计
• 2.4 系统功能分析
• 2.5 数据采集卡选择及功能设置
• 2.5.1 板卡选择及功能介绍
• 2.5.2 板卡关键设置
• 2.6 开发软件的选择
• 第3章 液压泵站的设计
• 3.1 系统参数参数的确定
• 3.2 液压泵的选择
• 3.3 电动机的选择
• 3.4 液压回路元件的选择
• 3.5 液压站其他元件的设计及计算
• 3.5.1 油箱的设计计算
• 3.5.2 液位计的选择
• 3.5.3 吸油过滤器的选择
• 3.5.4 空气过滤器的选择
• 3.5.5 管路选择
• 3.5.6 冷却器的选择
• 3.5.7 其它元件的选择
• 3.5.8 集成块设计
• 3.6 液压泵系统的布局
• 3.6.1 液压阀的配置形式
• 3.6.2 液压泵系统总体布局
• 第4章 控制系统软件设计
• 4.1 VB界面设计基本原则
• 4.2 计时器的选择
• 4.3 VB绘图工具及绘图方法
• 4.4 系统登陆界面设计
• 4.5 设备初始化
• 4.5.1 用到的函数
• 4.5.2 程序设计步骤
• 4.6 基础振动环境的模拟实现
• 4.6.1 设计要求
• 4.6.2 模拟输出连接
• 4.6.3 进行设备初始化
• 4.6.4 模拟信号输出
• 4.7 流量监测程序
• 4.7.1 设计要求
• 4.7.2 管路流量控制示意图
• 4.7.3 计时器选择
• 4.7.4 信号连接方法
• 4.7.5 主要程序
• 4.7.6 程序运行显示
• 4.8 流体压力传感器信号的采集
• 4.8.1 模拟输入信号连接方法
• 4.8.2 输入信号滤波
• 4.8.3 管路流体压力控制图
• 4.8.4 灵敏度计算
• 4.8.5 程序设计
• 4.9 位移传感器的信号和基础激振力的采集
• 第5章 输流管道在简谐支撑运动下的实验研究
• 5.1 基础性实验及参数测量
• 5.1.1 悬臂梁模型下的管路固有频率测定
• 5.1.2 两端固支约束下的管路固有频率测定
• 5.1.3 底板固有频率的测量
• 5.2 数学模型建立及理论分析
• 5.2.1 运动微分方程推导
• 5.2.2 运动微分方程无量纲化
• 5.2.3 考虑脉动流的影响
• 5.2.4 模型的求解
• 5.3 实验数据采集及分析
• 5.3.1 实验及数据采集
• 5.3.2 实验数据分析
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 控制系统关键程序代码