【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模态测试，具体涉及一种考虑折叠舵面间隙的模态测试方法。
技术介绍
1、为了节省存储空间和提升运输效率，折叠舵面形式得到越来越广泛的应用。由于装配误差和设备磨损，折叠机构处、舵轴与安装座配合处以及舵机与舵叉配合处不可避免会存在间隙，从而使整个结构表现出非线性特征。这种间隙非线性会严重影响舵面的地面振动特性，产生诸如极限环、混沌等多种非线性现象。传统的所内地面模态测试方法将无法有效获得准确、可靠的舵系统频率，并且无法得知具体产生模态频率产生非线性跳变的具体位置，对舵系统整体模态性能的改善带来了很大的难度
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术要解决的技术问题是：针对现有折叠舵面测试方法无法可控加载预载荷、无法考虑间隙的非线性影响等问题，如何为折叠舵面提供一种组成简单、方法可靠的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，所述方法包括：
5、步骤1：根据模态测试准则进行测试系统的搭建，将舵片(10)、模拟舵机(11)、安装座(12)进行安装，将舵片(10)与模拟舵机(11)进行装配，并安装于安装座(12)上；
6、步骤2：将功率放大器(6)、数据采集器(7)、含分析系统的便携式计算机(8)、激振器(5)、加速度计(3)、力传感器(4)进行连接，其中激励位置选取舵翼的翼尖位置，舵面节点在展向布置3组以上，根弦方向布
7、步骤3：将加载工装(9)夹持在舵片(10)上，并通过连接绳与测力计(2)连接，拉力装置(1)与测力计(2)连接，由此构成可控载荷加载模块；该可控载荷加载模块通过拉力装置(1)施加载荷，通过测力计(2)读取载荷数据，由加载工装(9)将载荷传递到舵面上；
8、步骤4：根据不同测试工况进行模态试验，包括在舵机不工作状态下，以空载、300n、500n的加载条件进行测试；在舵机零位工作状态下，以空载50n、100n、150n、200n、500n、1000n、1500n、2000n进行测试；
9、步骤5：根据不同工况下的测试结果，对获得的被试件频率响应函数进行计算，得到各阶扭转和弯曲频率；以加载力为横坐标，频率为纵坐标进行绘图，得到舵翼结构模态频率趋势图。
10、其中，所述步骤2中，对测试系统进行调试，建立舵翼的模态试验分析模型，按其结构特征将其划分成若干个节点，节点的选取应在肋、框上，并用线、面进行连接以构成完整的试验分析模型；舵翼平面弯曲模态：每个舵翼沿翼面划分16个节点；激励点为10点，其中5至8点所在的线为舵翼的转轴；舵面节点在展向布置3组以上，根弦方向布置4组以上，根据数量具体舵面尺寸确定，传感器方向垂直于安装表面。
11、其中，沿传感器方向将加速度计(3)分别粘结在每个节点上。
12、其中，所述步骤5中，根据激励与响应的频率响应函数(frf)来识别该结构在该方向的模态参数并进行有效性校验。
13、其中，由拉力装置(1)、测力计(2)、加载工装(9)构成的加载模块，能够可控的对舵面施加精确载荷(弯曲和扭转力矩)，模拟飞行工况下的气动载荷。气动载荷会影响折叠舵面间隙的表现程度，该加载模块可以实现不同载荷条件下的间隙变化引起的被试件模态参数变化。
14、其中，所述加载模块对舵面施加的精确载荷包括弯曲和扭转力矩。
15、其中，所述安装座(12)固定在地面上。
16、其中，所述方法将气动载荷进行等效，并通过加载模块进行力的加载；在舵机不工作状态下，以空载、300n、500n的加载条件进行测试；在舵机零位工作状态下，以空载50n、100n、150n、200n、500n、1000n、1500n、2000n进行测试。
17、其中，所述方法试验获得的响应数据处理分为两步：一是进行模态参数识别，通过激励信号以及各个测点获得的振动响应，通过分析系统得到相应的频响函数，并计算各阶频率、阻尼；二是绘制舵机不工作状态下和在零位工作下的模态频率变化曲线，得到不同载荷作用下的各阶模态频率变化趋势。
18、(三)有益效果
19、与现有技术相比较，本专利技术的技术效果体现在以下几个方面：
20、(1)本专利技术通过可控载荷加载模块，可以施加精确的等效载荷，模拟飞行工况下的气动载荷条件。
21、(2)本专利技术通过舵机不工作条件与工作条件下的多工况测试，获得舵翼结构模态频率趋势变化图，可以分析得到间隙对模态频率的影响。
22、(3)本专利技术测试系统构成简单，组装方便，方法便于实施。
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1.一种考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述步骤2中，对测试系统进行调试，建立舵翼的模态试验分析模型，按其结构特征将其划分成若干个节点，节点的选取应在肋、框上，并用线、面进行连接以构成完整的试验分析模型；舵翼平面弯曲模态：每个舵翼沿翼面划分16个节点；激励点为10点，其中5至8点所在的线为舵翼的转轴；舵面节点在展向布置3组以上，根弦方向布置4组以上，根据数量具体舵面尺寸确定，传感器方向垂直于安装表面。
3.如权利要求2所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，沿传感器方向将加速度计(3)分别粘结在每个节点上。
4.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述步骤5中，根据激励与响应的频率响应函数(FRF)来识别该结构在该方向的模态参数并进行有效性校验。
5.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，由拉力装置(1)、测力计(2)、加载工装(9)构成的加载模块，能够可控的对舵面施加精确载荷，模
6.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述加载模块对舵面施加的精确载荷包括弯曲和扭转力矩。
7.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述安装座(12)固定在地面上。
8.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述方法将气动载荷进行等效，并通过加载模块进行力的加载；在舵机不工作状态下，以空载、300N、500N的加载条件进行测试；在舵机零位工作状态下，以空载50N、100N、150N、200N、500N、1000N、1500N、2000N进行测试。
9.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述方法试验获得的响应数据处理分为两步：一是进行模态参数识别，通过激励信号以及各个测点获得的振动响应，通过分析系统得到相应的频响函数，并计算各阶频率、阻尼；二是绘制舵机不工作状态下和在零位工作下的模态频率变化曲线，得到不同载荷作用下的各阶模态频率变化趋势。
10.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述方法属于模态测试技术领域。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述步骤2中，对测试系统进行调试，建立舵翼的模态试验分析模型，按其结构特征将其划分成若干个节点，节点的选取应在肋、框上，并用线、面进行连接以构成完整的试验分析模型；舵翼平面弯曲模态：每个舵翼沿翼面划分16个节点；激励点为10点，其中5至8点所在的线为舵翼的转轴；舵面节点在展向布置3组以上，根弦方向布置4组以上，根据数量具体舵面尺寸确定，传感器方向垂直于安装表面。
3.如权利要求2所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，沿传感器方向将加速度计(3)分别粘结在每个节点上。
4.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，所述步骤5中，根据激励与响应的频率响应函数(frf)来识别该结构在该方向的模态参数并进行有效性校验。
5.如权利要求1所述的考虑折叠舵面间隙的模态测试方法，其特征在于，由拉力装置(1)、测力计(2)、加载工装(9)构成的加载模块，能够可控的对舵面施加精确载荷，模拟飞行工况下的气动载荷。气动载荷会影响折叠舵面间隙的表现程度，该加载模块可以...
【专利技术属性】
技术研发人员：余磊，杨波，许彦昭，张永励，李腾辉，武文斌，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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