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航空发动机弹支⁃测力环双向轴向力测试方法

李洪美 欧阳运芳

李洪美,欧阳运芳.航空发动机弹支⁃测力环双向轴向力测试方法[J].航空动力学报,2022,37(7):1413‑1424. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220086
引用本文: 李洪美,欧阳运芳.航空发动机弹支⁃测力环双向轴向力测试方法[J].航空动力学报,2022,37(7):1413‑1424. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220086
LI Hongmei,OUYANG Yunfang.Measurement method of biaxial axial force of aero⁃engine elastic support and force⁃measuring ring[J].Journal of Aerospace Power,2022,37(7):1413‑1424. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220086
Citation: LI Hongmei,OUYANG Yunfang.Measurement method of biaxial axial force of aero⁃engine elastic support and force⁃measuring ring[J].Journal of Aerospace Power,2022,37(7):1413‑1424. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220086

航空发动机弹支⁃测力环双向轴向力测试方法

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20220086
详细信息
    作者简介:

    李洪美(1985-),女,工程师,硕士,主要从事航空发动机整机测试及试验研究。

    通讯作者:

    欧阳运芳(1974-),女,研究员,硕士,主要从事航空发动机测试及故障诊断技术研究。E⁃mail:740228939@qq.com

  • 中图分类号: V215

Measurement method of biaxial axial force of aero⁃engine elastic support and force⁃measuring ring

  • 摘要:

    为满足某型航空发动机三支点推力轴承轴向力测试要求,提出了弹支轴向力传感器和测力环并行测量方法和双向轴向力组合标定方法,给出了弹支轴向力传感器测量原理,开展了弹支轴向力标定仿真分析和试验研究,给出了中央传动齿轮箱(IGB)和棒轴承对标定结果的影响,并与发动机测力环测试结果进行了对比,研究表明:弹支轴向力传感器输出受安装位置和对象影响较大,有未装配IGB和棒轴承的标定数据偏差分别可达73.4%和17.8%,按发动机实际装配关系进行标定组件装配才能提高测量精度。发动机实测结果表明:弹支轴向力传感器多通道全桥取均值的测量方法和测力环轴向力数据趋势一致,由此验证提出的双向弹支轴向力测试方法具有很高的工程应用价值。

     

  • 图 1  弹支轴向力传感器测量原理

    Figure 1.  Measuring principle of elastic support axial force sensor

    图 10  轴向力组合标定曲线

    Figure 10.  Combined calibration curve of axial force

    图 11  测力环轴向力测试数据及其分量

    Figure 11.  Axial force test data and its components of force⁃measuring ring

    图 12  弹支轴向力测试数据及其分量

    Figure 12.  Axial force test data and its components of elastic support axial force sensor

    图 13  发动机轴向力并行测试数据

    Figure 13.  Parallel axial force test data of engine

    表  1  50 kN正向轴向力作用下弹支全桥输出对比

    Table  1.   Output comparison of elastic support full bridge under 50 kN positive axial force

    辐条编号应变/10-6IGB影响/%棒轴承影响/%
    方案1方案2方案3
    11 4061 2911 3119.0-1.5
    21 5851 4431 4749.9-2.1
    31 6251 4811 4889.7-0.5
    41 5921 4441 45410.2-0.7
    57186917493.9-7.8
    69288759146.0-4.2
    71 6831 5251 51610.30.6
    81 5621 4331 4339.00
    91 5661 4271 4389.8-0.8
    101 4181 3081 3428.5-2.6
    111 4271 3101 3759.0-4.7
    121 5591 3901 43912.1-3.4
    131 4731 3021 32913.1-2.1
    141 4951 3951 4217.1-1.8
    151 3251 4181 386-6.62.3
    161 2561 3441 306-6.52.9
    171 3241 4041 335-5.75.2
    181 2601 5201 427-17.16.5
    199431 3111 252-28.14.7
    203041 1431 073-73.46.5
    213051 1431 074-73.36.4
    229451 3111 252-27.94.7
    231 2671 5341 431-17.47.2
    241 3261 4071 343-5.84.8
    251 2601 3451 310-6.32.7
    261 3231 4181 385-6.72.4
    271 4951 3971 4217.0-1.7
    281 4731 3021 33013.2-2.1
    291 5591 3901 43912.1-3.4
    301 4271 3101 3759.0-4.7
    311 4181 3081 3428.5-2.6
    321 5661 4271 4389.8-0.8
    331 5621 4331 4329.00
    341 6831 5261 51610.30.6
    359288759146.1-4.3
    367186917503.9-7.8
    371 5921 4441 45310.2-0.6
    381 6251 4811 4879.7-0.4
    391 5861 4431 4739.9-2.0
    401 4061 2901 3109.0-1.5
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    表  2  50 kN反向轴向力作用下弹支全桥输出对比

    Table  2.   Output comparison of elastic support full bridge under 50 kN reverse axial force

    辐条编号应变/10-6IGB影响/%棒轴承影响/%
    方案1方案2方案3
    1-1 382-1 336-1 3143.41.7
    2-1 393-1 355-1 3302.81.9
    3-1 399-1 359-1 3323.02.0
    4-1 373-1 346-1 3242.01.7
    5-1 231-1 158-1 2056.3-3.9
    6-1 277-1 213-1 2425.3-2.4
    7-1 387-1 361-1 3331.92.1
    8-1 406-1 357-1 3343.61.7
    9-1 396-1 360-1 3342.71.9
    10-1 383-1 330-1 3153.91.2
    11-1 380-1 328-1 3104.01.3
    12-1 365-1 336-1 3182.21.4
    13-1 372-1 313-1 3094.50.3
    14-1 389-1 351-1 3452.80.4
    15-1 391-1 396-1 380-0.41.1
    16-1 372-1 422-1 406-3.51.1
    17-1 326-1 440-1 424-8.01.1
    18-1 275-1 437-1 407-11.32.1
    19-1 134-1 310-1 343-13.5-2.5
    20-845-970-1 180-12.9-17.8
    21-846-970-1 180-12.8-17.8
    22-1 135-1 390-1 338-13.3-2.2
    23-1 273-1 437-1 403-11.42.4
    24-1 325-1 440-1 421-7.91.3
    25-1 372-1 421-1 405-3.41.1
    26-1 391-1 396-1 380-0.31.1
    27-1 389-1 352-1 3462.80.4
    28-1 372-1 313-1 3094.50.3
    29-1 365-1 336-1 3172.21.4
    30-1 381-1 328-1 3104.01.3
    31-1 382-1 330-1 3143.91.2
    32-1 396-1 360-1 3342.71.9
    33-1 406-1 357-1 3343.61.7
    34-1 387-1 361-1 3331.92.1
    35-1 277-1 213-1 2425.3-2.4
    36-1 231-1 158-1 2056.3-3.9
    37-1 373-1 346-1 3242.01.6
    38-1 399-1 359-1 3323.02.0
    39-1 393-1 355-1 3302.91.8
    40-1 382-1 336-1 3153.41.6
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    表  3  50 kN正向轴向力弹支仿真与试验对比

    Table  3.   Comparison between simulation data and test data of elastic support under 50 kN positive axial force

    测点编号试验应变/10-6仿真应变/10-6偏差/%
    Ft11 3421 625-21
    Ft21 7861 6259
    Ft31 3411 683-26
    Ft41 5461 26018
    Ft51 3591 2677
    Ft61 4761 495-1
    均值1 4751 493-1
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    表  4  50 kN反向轴向力弹支仿真与试验对比

    Table  4.   Comparison between simulation data and test data of elastic support under 50 kN reverse axial force

    测点编号试验应变/10-6仿真应变/10-6偏差/%
    Ft1-1 365-1 3992
    Ft2-1 603-1 399-13
    Ft3-1 264-1 38710
    Ft4-1 343-1 275-5
    Ft5-1 375-1 273-7
    Ft6-1 565-1 389-11
    均值-1 419-1 354-5
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    表  5  弹支轴向力和测力环标定数据对比

    Table  5.   Calibration data comparison between elastic support axial force sensor and force⁃measuring ring

    载荷/kN110 kN测力环应变/10-6弹支轴向力传感器应变/10-6应变比值
    108562862.99
    201 6745852.86
    302 4408842.76
    403 1741 1792.69
    503 8841 4752.63
    805 9192 4172.45
    1107 9043 3682.35
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  • 收稿日期:  2021-02-25

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