一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法
【专利摘要】本发明提供了一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法，飞机着陆后，通过几何尺寸测试设备在线检测航空轮胎的几何尺寸，将尺寸输入编制的程序，直接反馈出航空轮胎当前物理性能、剩余使用次数及可靠性评价。这样检测人员可以直接得到当前航空轮胎的物理性能下降了多少，更加精准的了解了飞机轮胎目前的情况。在线检测技术不需要进行拆卸，可以对航空轮胎进行高效率实时检测，通过建立的模型方程来直接反馈出轮胎目前的使用状况，这样能够满足空军对于时间效率的要求，快速检测武器装备。评价则是在检测完成后，根据轮胎力学理论整体分析航空轮胎状况，快速判断航空轮胎是否能够继续工作并且预测航空轮胎可用安全寿命和剩余使用次数。
【专利说明】一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法，属于测航空轮胎可靠性方法【技术领域】。
【背景技术】
[0002]航空轮胎在使用中，由于工作强度大、环境恶劣，会造成花纹严重磨损、帘线断裂、航空轮胎内部裂纹扩展以及气泡增多甚至爆胎等现象，对飞机安全造成巨大威胁。随着航空轮胎硬度、尺寸、花纹磨损情况的改变，航空轮胎可以继续使用的次数也逐渐的改变，当轮胎的一些性能下降到一定程度时，飞机必须更换新的航空轮胎，否则将会有很大的安全隐患，严重的威胁着飞机及乘员的人身安全。
[0003]目前航空轮胎都是在出厂时进行全面检测，检测过程复杂，耗费时间、人力和物力。并且只能检测刚出厂时航空轮胎的质量性能，当性能达到指标的时候可以安全使用，但是却无法在轮胎安装到飞机上后定期的安全检测。军用航空轮胎使用频率高、休整时间短，往往来不及拆卸检测就再次投入使用。而当前对使用中的航空轮胎的检测主要依靠目测和经验，没有成体系的检测设备和理论依据支撑。根据目测胎体下沉量、胎面裂纹等表观现象判断胎压、表面磨损等情况，根据检测人员的经验来推测航空轮胎的剩余使用次数。这样的检测不准确，并且检测后不能快速通过检测的数据对轮胎当前使用状况做出有效的评价和预测，从而精确的推测出剩余使用次数。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即根据检测人员的经验来推测航空轮胎的剩余使用次数。这样的检测不准确，并且检测后不能快速通过检测的数据对轮胎当前使用状况做出有效的评价和预测，从而精确的推测出剩余使用次数。进而提供一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法，
步骤一、对不同起降次数航空轮胎几何尺寸的测量
利用航空轮胎厂提供的不同起降次数的航空轮胎样品，包括从起降I次到最终报废次数的轮胎样品，在实验室利用几何尺寸测试设备对其几何尺寸进行测量；测量范围包括测试航空轮胎的花纹沟深度、测试接地区域花纹沟深度分布、测试外轮廓尺寸变化以及测试水平轴高度变化这几项；
步骤二、测量不同起降次数航空轮胎力学性能与化学结构
将不同起降次数的航空轮胎橡胶材料制成哑铃型和圆柱型的试件，对试件进行物理性能测试，包括扯断强度、定伸强度、撕裂强度、硬度和压缩永久变形。对不同起降次数的航空轮胎橡胶材料进行交联密度的测试，并且进行X射线光电子能谱测试和红外光谱测试，分析不同起降次数的航空轮胎橡胶材料的老化程度，官能团变化情况，交联密度变化情况。从化学机理上分析航空轮胎橡胶材料的老化程度；
步骤三、建立不同航空轮胎几何尺寸与材料性能及可安全使用次数的关系模型对不同起降次数的航空轮胎橡胶材料物理性能以及化学测试分析的结果进行总结分析，绘制物理性能参数包括扯断强度、定伸强度、撕裂强度、硬度及压缩永久变形随起降次数的关系曲线；利用物理性能的变化和化学机理上的分析预测最大使用次数，以及各个使用次数下航空轮胎橡胶材料的性能情况，建立航空轮胎几何尺寸花纹沟深度、接地区域花纹沟深度分布、外轮廓尺寸与轮胎当前性能和使用次数的关系模型；利用计算机编程编制一个程序，将几何尺寸与使用次数与性能关系对应起来，实现输入几何尺寸便能反馈出航空轮胎当前物理性能、剩余使用次数及可靠性评价；
步骤四、航空轮胎几何尺寸在线检测及数据分析方法
在飞机着陆后，通过几何尺寸测试设备在线检测航空轮胎的几何尺寸，将尺寸输入编制的程序，直接反馈出航空轮胎当前物理性能、剩余使用次数及可靠性评价。
[0006]本发明的方法是通过几何尺寸的在线检测，得到航空轮胎当前使用情况以及剩余安全使用次数，利用实验室大量的实验数据，编制出几何尺寸与性能对应关系的程序，实现了不用拆卸在线检测分析轮胎性能，得到性能参数和剩余安全使用次数的信息。极大的方便了检测人员和飞行员对轮胎的测试，改变了目前只能依靠目测和经验分析的现状，提高了飞机的安全系数，降低了轮胎事故的几率，具有极大的生产、应用前景。
[0007]
【具体实施方式】
[0008]下面将对本发明做进一步的详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
[0009]本实施例所涉及的一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法，具体操作步骤如下:
步骤一、对不同起降次数航空轮胎几何尺寸的测量
利用航空轮胎厂提供的不同起降次数的航空轮胎样品，包括从起降I次到最终报废次数的轮胎样品，在实验室利用几何尺寸测试设备对其几何尺寸进行测量。测量范围包括测试航空轮胎的花纹沟深度、测试接地区域花纹沟深度分布、测试外轮廓尺寸变化以及测试水平轴高度变化这几项。
[0010]例如以航空轮胎播音737为例，主轮尺寸为H44.5*16.5-21、H43.5*16-21、H40*14.5-19。使用次数上限为平均165次左右。使用次数从O到165次变化的过程中，轮胎花纹沟深度减少了 5_左右,水平轴高度由56.5cm下降到55.7cm降低8mm左右。
[0011]步骤二、测量不同起降次数航空轮胎力学性能与化学结构
将不同起降次数的航空轮胎橡胶材料制成哑铃型和圆柱型的试件，对试件进行物理性能测试，包括扯断强度、定伸强度、撕裂强度、硬度和压缩永久变形。对不同起降次数的航空轮胎橡胶材料进行交联密度的测试，并且进行X射线光电子能谱测试和红外光谱测试，分析不同起降次数的航空轮胎橡胶材料的老化程度，官能团变化情况，交联密度变化情况。从化学机理上分析航空轮胎橡胶材料的老化程度。
[0012]例如同样以航空轮胎播音737为例，主轮尺寸为H44.5*16.5-21、H43.5*16-21、H40*14.5-19。使用次数上限为平均165次左右。对不同起降次数的轮胎橡胶试件进行力学性能和化学性能测试。使用次数从O到165次变化的过程中，拉伸强度初始为380kg/cm2左右逐渐降低，最多降低60%左右；100%定伸应力前期有所增大，逐渐趋于平稳；300%定伸应力初始为95 kg/cm2左右，前期先增大，后期逐渐减小；随着使用次数的增多，硬度由初始的65HA左右逐渐增加，压缩永久变形由30%左右逐渐增加；并且通过红外和XPS的测试表明，随着使用次数的增加，O元素含量逐渐增加。
[0013]步骤三、建立不同航空轮胎几何尺寸与材料性能及可安全使用次数的关系模型 对不同起降次数的航空轮胎橡胶材料物理性能以及化学测试分析的结果进行总结分
析，绘制物理性能参数包括扯断强度、定伸强度、撕裂强度、硬度及压缩永久变形随起降次数的关系曲线。利用物理性能的变化和化学机理上的分析预测最大使用次数，以及各个使用次数下航空轮胎橡胶材料的性能情况，建立航空轮胎几何尺寸花纹沟深度、接地区域花纹沟深度分布、外轮廓尺寸与轮胎当前性能和使用次数的关系模型。利用计算机编程编制一个程序，将几何尺寸与使用次数与性能关系对应起来，实现输入几何尺寸便能反馈出航空轮胎当前物理性能、剩余使用次数及可靠性评价。
[0014]步骤四、航空轮胎几何尺寸在线检测及数据分析方法
在飞机着陆后，通过几何尺寸测试设备在线检测航空轮胎的几何尺寸，将尺寸输入编制的程序，直接反馈出航空轮胎当前物理性能、剩余使用次数及可靠性评价。这样检测人员或者飞行员可以直接得到当前航空轮胎的物理性能下降了多少，还可以使用多久后者起降多少次，更加精准的了解了飞机轮胎目前的情况。
[0015]在线检测技术不需要进行拆卸，可以对航空轮胎进行高效率实时检测，通过手持式的设备对轮胎的一些参数进行测试，并且通过建立的模型方程来直接反馈出轮胎目前的使用状况，这样能够满足空军对于时间效率的要求，快速检测武器装备。评价则是在检测完成后，根据轮胎力学理论整体分析航空轮胎状况，快速判断航空轮胎是否能够继续工作并且预测航空轮胎可用安全寿命和剩余使用次数。
[0016]所述几何尺寸测试设备为刻度尺或游标卡尺。
[0017]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，这些【具体实施方式】都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法，其特征在于， 步骤一、对不同起降次数航空轮胎几何尺寸的测量 利用航空轮胎厂提供的不同起降次数的航空轮胎样品，包括从起降I次到最终报废次数的轮胎样品，在实验室利用几何尺寸测试设备对其几何尺寸进行测量；测量范围包括测试航空轮胎的花纹沟深度、测试接地区域花纹沟深度分布、测试外轮廓尺寸变化以及测试水平轴高度变化这几项； 步骤二、测量不同起降次数航空轮胎力学性能与化学结构 将不同起降次数的航空轮胎橡胶材料制成哑铃型和圆柱型的试件，对试件进行物理性能测试，包括扯断强度、定伸强度、撕裂强度、硬度和压缩永久变形；对不同起降次数的航空轮胎橡胶材料进行交联密度的测试，并且进行X射线光电子能谱测试和红外光谱测试，分析不同起降次数的航空轮胎橡胶材料的老化程度，官能团变化情况，交联密度变化情况，从化学机理上分析航空轮胎橡胶材料的老化程度； 步骤三、建立不同航空轮胎几何尺寸与材料性能及可安全使用次数的关系模型对不同起降次数的航空轮胎橡胶材料物理性能以及化学测试分析的结果进行总结分析，绘制物理性能参数包括扯断强度、定伸强度、撕裂强度、硬度及压缩永久变形随起降次数的关系曲线；利用物理性能的变化和化学机理上的分析预测最大使用次数，以及各个使用次数下航空轮胎橡胶材料的性能情况，建立航空轮胎几何尺寸花纹沟深度、接地区域花纹沟深度分布、外轮廓尺寸与轮胎当前性能和使用次数的关系模型；利用计算机编程编制一个程序，将几何尺寸与使用次数与性能关系对应起来，实现输入几何尺寸便能反馈出航空轮胎当前物理性能、剩余使用次数及可靠性评价； 步骤四、航空轮胎几何尺寸在线检测及数据分析方法 在飞机着陆后，通过几何尺寸测试设备在线检测航空轮胎的几何尺寸，将尺寸输入编制的程序，直接反馈出航空轮胎当前物理性能、剩余使用次数及可靠性评价。
2.根据权利要求1所述的通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法，其特征在于，所述几何尺寸测试设备为刻度尺或游标卡尺。
【文档编号】G01D21/02GK104034370SQ201410304512
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】刘宇艳, 刘宇鹏, 王友善, 粟本龙, 周锐, 崔志博, 刘强 申请人:哈尔滨工业大学