一种机翼类产品振动频率的数字化测量及动态模型建立的方法与流程

本发明涉及航空、航天技术领域，尤其涉及一种机翼类产品振动频率的数字化测量及动态模型建立的方法。

背景技术：

大型飞机副翼的绕轴转动惯量是影响该副翼的颤振性能的重要指标，在制造过程中要严格控制副翼的绕轴转动惯量。因此，需要采用精度较高的测量方法测量副翼结构的实际转动惯量，作为该飞机副翼验收的依据之一。在副翼转动惯量的整个测试中，振动频率的测量比较困难。目前常用的频率测量方法目前主要有两种：第一种，采用人工计时测量。利用码表计时器，记录产品振动若干次数所需的时间，通过公式计算出振动频率；第二种，采用某些振动频率检测仪进行测量。测量时，将振动频率检测仪安装到产品上，常用的安装方法有：①用钢螺栓安装，能得到最佳频率。②用永久磁铁安装，能与振动试件电绝缘，最大加速度50～200g,适用于温度不超过150℃振动物体的测量。③用绝缘螺栓加云母垫圈安装。④用粘结剂和粘结螺栓安装，便于经常移动。⑤用薄蜡层安装，频响很好，但高温时会下降。⑥用探管或探针安装，用于频率不大于1000赫等特殊情况。安装后，在产品的振动过程中振动频率检测仪记录产品的振动频率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，本发明的技术方案为一种机翼产品振动频率数字化测量装置，包括检测型架、激光跟踪仪，产品通过悬挂点悬挂在检测型架上，激光跟踪仪位于产品一侧，激光跟踪仪与产品之间确保无阻挡物，靶球固定在产品上，确保激光可以打到靶球上。

所述激光跟踪仪可以实现点、线、面的高精度测量。该仪器的测量精度为15μm±6μm，数据采集速度为3000点/秒，数据输出速度为1000点/秒，横向跟踪速度＞4m/s，径向跟踪速度＞6m/s。激光跟踪仪高精度、高密度的测量能力为振动频率的测量提供了有力的保障。

一种测量机翼振动频率的方法，包括以下步骤：

步骤一：将产品安装到测量型架上，固定测量靶球；

步骤二：调整好产品并释放，通过激光跟踪仪进行测量，激光跟踪仪采用连续时间测量，间隔时间可以根据测量精度要求进行设；

步骤三：根据激光跟踪仪测得的点坐标值，制作一条振动波形图，通过波形图可以计算得到产品的振动频率。

所述步骤一中靶球的位置无具体要求，只需确保入射激光不被遮挡。

所述步骤三中间隔时间最小设为1ms。

一种建立机翼产品振动轨迹模型的方法，包括以下步骤：

步骤一：将产品安装到测量型架上，固定测量靶球；

步骤二：调整好产品并释放，通过激光跟踪仪进行测量，激光跟踪仪采用连续时间测量，间隔时间可以根据测量精度要求进行设；

步骤三：根据激光跟踪仪测得的点坐标值，利用catia软件，计算得到运动轨迹中的一系列空间点，通过运动仿真，即可建立机翼产品振动轨迹模型。

现有技术中，激光跟踪仪主要用于空间内尺寸的测量，本发明创造性地利用激光跟踪仪实现各种频率振动的测量，解决了现有技术中长期不能得以解决的技术难题。根据激光跟踪仪测得的点坐标值，制作一条振动波形图，通过波形图可以计算得到产品的振动频率，其测量精度取决于间隔时间的设定。将测得点坐标值输入到catia软件，可得到运动轨迹中的一系列空间点，通过运动仿真，可实现产品振动轨迹模型的建立。

本发明与现有技术比有如下优点：

1、测量精度高:测量精度取决于激光跟踪仪自身精度，激光跟踪仪uxyz全程空间精度:±15μm/m+6μm/m。

2、测量范围广：测量范围0-80m

3、测量结果精确稳定：激光跟踪仪数据采集速度为3000点/秒，数据输出速度为1000点/秒，横向跟踪速度＞4m/s，径向跟踪速度＞6m/s，激光跟踪仪高精度、高密度的测量能力为振动频率的精确稳定测量提供了有力的保障。

4、可实现产品振动轨迹模型的建立。

附图说明

图1和图2均为某型号飞机副翼产品转动惯量测试示意图；

图3某型号飞机副翼产品转动轨迹波形图。

具体实施方式

实施例1：

本发明主要利用激光跟踪仪实现各种频率振动的测量，如图1、图2所示，将产品安装到测量型架上，固定测量靶球，靶球的位置无具体要求，只需确保入射激光不被遮挡，调整好产品并释放，通过激光跟踪仪进行测量。激光跟踪仪采用连续时间测量，间隔时间可以根据测量精度要求进行设定，最小间隔可设为1ms。根据激光跟踪仪测得的点坐标值，制作一条振动波形图，结果如图3所示。通过波形图可以计算得到产品的振动频率。将测得点坐标值输入到catia软件，可得到运动轨迹中的一系列空间点，通过运动仿真，可实现产品振动轨迹模型的建立。根据图3，可算出振动周期为0.804s，频率为1.24hz。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种机翼类产品振动频率的数字化测量及动态模型建立的方法，通过激光跟踪仪配合测量球测出产品的震动轨迹，从而计算出产品的震动频率。与现有技术比有如下优点：测量精度高、测量范围广、测量结果精确稳定、可实现产品振动轨迹模型的建立。

技术研发人员：刘园园;朱云安;陆明富
受保护的技术使用者：航天海鹰（镇江）特种材料有限公司
技术研发日：2018.06.20
技术公布日：2018.11.06