張俊峰

（大連長(zhǎng)豐實(shí)業(yè)總公司，遼寧 大連 116033）

現(xiàn)代航空航天事業(yè)迅猛發(fā)展，飛行器在運(yùn)行速度與承載重量方面都有了巨大提升，通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行飛行器控制操作系統(tǒng)占領(lǐng)主要地位，液壓系統(tǒng)的周期與壽命對(duì)于航天器的安全飛行是至關(guān)重要的。航空飛行器的日常工作就是以液壓為主要核心，進(jìn)行飛行活動(dòng)；檢修與保養(yǎng)也主要從液壓系統(tǒng)的軟件和硬件兩個(gè)方面展開(kāi)調(diào)查。通過(guò)對(duì)以往調(diào)查數(shù)據(jù)的整理可以發(fā)現(xiàn)：液壓導(dǎo)管、導(dǎo)管材料、導(dǎo)管所處的氣候環(huán)境以及運(yùn)行過(guò)程中對(duì)液壓導(dǎo)管產(chǎn)生的壓力都對(duì)液壓導(dǎo)管的疲勞壽命產(chǎn)生重要影響[1]。由于鋁合金是一種全新的液壓導(dǎo)管材料，是否比以往使用的材料更好，值得關(guān)注與探究。同時(shí)，其他影響因素是否影響航空鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞壽命，也是需要進(jìn)行研究。因此，從液壓導(dǎo)管疲勞壽命常規(guī)試驗(yàn)入手，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的設(shè)備及參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)整，從而確保試驗(yàn)方法適應(yīng)于鋁合金液壓導(dǎo)管。

航空鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞試驗(yàn)屬于整體設(shè)備系統(tǒng)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)多個(gè)方面，因此需要進(jìn)行模塊與步驟劃分，將試驗(yàn)過(guò)程劃分成若干步驟，各步驟之間相互關(guān)聯(lián)，按順序進(jìn)行。通常分為三部分，分別為試驗(yàn)設(shè)備及材料準(zhǔn)備、疲勞試驗(yàn)過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，對(duì)鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞壽命進(jìn)行分析，從而出具體壽命數(shù)值，為日后使用提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)設(shè)備及材料準(zhǔn)備

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞試驗(yàn)的設(shè)備是在原有檢測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)之上，裝配其他相關(guān)配件后將其調(diào)整為適用于鋁合金液壓導(dǎo)管試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)設(shè)備主要有六部分構(gòu)成，分別為基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)備、鋁合金液壓導(dǎo)管、管套、鏈接頭、堵塞以及外套螺母，六部分進(jìn)行組裝與裝配從而構(gòu)成鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞試驗(yàn)設(shè)備[2]。但是，在裝配過(guò)程需要注意以下幾個(gè)方面：首先，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝配過(guò)程中，需要注意確保試驗(yàn)設(shè)備的相關(guān)組件在水平方面處于一致高度，同時(shí)在接入鋁合金液壓導(dǎo)管后仍處在同一水平線上。其次，在試驗(yàn)設(shè)備液壓導(dǎo)管連接處前后要加裝低摩擦軸承，主要便于對(duì)液壓導(dǎo)管進(jìn)行旋轉(zhuǎn)與位移，使得液壓導(dǎo)管能夠在最大范圍進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)承受其應(yīng)有的負(fù)荷。最后，試驗(yàn)設(shè)備的底座必須牢牢固定在某一位置上，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能發(fā)生移動(dòng)，與此同時(shí)，安裝液壓導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)器材的試驗(yàn)臺(tái)必須是剛性的，具有一定的硬度與穩(wěn)定性。

1.2 材料準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)過(guò)程主要是對(duì)鋁合金液壓導(dǎo)管壽命與不銹鋼液壓導(dǎo)管壽命進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)研究。因此，要根據(jù)試驗(yàn)原則設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)，選取相同規(guī)格、相同長(zhǎng)度、相同數(shù)量的不銹鋼液壓導(dǎo)管和鋁合金液壓導(dǎo)管，在同一時(shí)間同一環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)材料以及材料參數(shù)的選擇如表1中所示。

表1 液壓導(dǎo)管疲勞壽命試驗(yàn)材料列表

通過(guò)表1，將試驗(yàn)過(guò)程中所需要的試驗(yàn)材料進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。相關(guān)數(shù)據(jù)的選擇與確定符合對(duì)照實(shí)驗(yàn)要求，能夠確保液壓導(dǎo)管疲勞試驗(yàn)結(jié)果具有科學(xué)研究意義。

2 液壓導(dǎo)管疲勞試驗(yàn)過(guò)程

當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料準(zhǔn)備完畢之后，就進(jìn)入到疲勞試驗(yàn)步驟。但是在開(kāi)始疲勞試驗(yàn)之間，要對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行認(rèn)真處理，例如清洗污漬，運(yùn)輸過(guò)程及保存過(guò)程中液壓導(dǎo)管難免會(huì)出現(xiàn)污漬，污漬清洗能夠避免其他污染源對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響[3]。然后，就可以將試驗(yàn)材料安裝在試驗(yàn)設(shè)備上，進(jìn)行液壓導(dǎo)管連接，不銹鋼液壓導(dǎo)管與鋁合金液壓導(dǎo)管的安裝力度，需要參考材質(zhì)的不同采用不同力度。

壓力測(cè)試主要是在試驗(yàn)材料部門(mén)的橫向和豎向安裝壓力測(cè)試貼片，貼片連接引線后與電線固定在一起。在固定過(guò)程中要確保引線不被弄斷，引線長(zhǎng)度必須一致，只有這樣數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備上才能夠清晰顯示數(shù)值，并且保證數(shù)值的準(zhǔn)確性。壓力檢測(cè)與疲勞壽命檢測(cè)共同進(jìn)行，與疲勞壽命綜合分析，能夠更加準(zhǔn)確的對(duì)鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞壽命進(jìn)行評(píng)價(jià)。

完成上述工作后，就可以通過(guò)相關(guān)模型公式進(jìn)行疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算：

公式（1）中，a為不同材質(zhì)的試驗(yàn)材料參數(shù)，i為試驗(yàn)的次數(shù)，通過(guò)上述公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，就可以估算出不同材質(zhì)導(dǎo)管疲勞壽命，并進(jìn)行壽命長(zhǎng)短的對(duì)比。在試驗(yàn)過(guò)程中，需要按照上述公式進(jìn)行計(jì)算之后，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行挑選與剔除，剔除不合理數(shù)據(jù)，從而對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行估算[4]。根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則，結(jié)果數(shù)值的偏差程度在合理的范圍內(nèi)是可以保留并用于分析的，其余需要剔除，如果遇到數(shù)據(jù)不足情況，就需要增加試驗(yàn)次數(shù)，從而確報(bào)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 液壓導(dǎo)管疲勞試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)數(shù)據(jù)的整理與分析，將試驗(yàn)結(jié)果以表格形式進(jìn)行呈現(xiàn)，有利于清晰明確的得出試驗(yàn)結(jié)果，也有利于進(jìn)行對(duì)比，從而發(fā)現(xiàn)何種材質(zhì)液壓導(dǎo)管疲勞壽命長(zhǎng)。

表2 不同材質(zhì)液壓導(dǎo)管試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

表1為五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果整理對(duì)比表。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程共進(jìn)行了三次，三次結(jié)果平均值為最后試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。由表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞壽命更長(zhǎng)，其結(jié)果優(yōu)于不銹鋼液壓導(dǎo)管。其疲勞壽命可以達(dá)到108次，壽命周期是非常長(zhǎng)的，在日常保養(yǎng)與維修過(guò)程可以參照這一數(shù)值進(jìn)行一系列檢修保養(yǎng)工作。

通過(guò)對(duì)液壓導(dǎo)管疲勞壽命試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，鋁合金液壓導(dǎo)管可以承受多次使用而不發(fā)生疲勞損壞，可以說(shuō)鋁合金材質(zhì)用于液壓導(dǎo)管的生產(chǎn)是非常符合產(chǎn)品與性能要求的[5]。不但能夠承載更大液壓管道壓力，同時(shí)其疲勞性能表現(xiàn)的非常出色[6]。當(dāng)然，試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)必然存在一定偏差，這主要是由于試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法完全模擬航空飛行器運(yùn)行情況，這是客觀的無(wú)法避免的影響因素。除此之外，液壓導(dǎo)管的本身的平直度也是影響因素之一，各個(gè)零件之間只能確保外觀在水平線上，其內(nèi)部重心很難確保在平直線上。因此，試驗(yàn)數(shù)據(jù)需要與實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)共同進(jìn)行疲勞壽命分析，才能不斷完善目前的數(shù)據(jù)情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

航空事業(yè)高速發(fā)展，對(duì)鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞壽命進(jìn)行試驗(yàn)研究是非常重要的，是推動(dòng)航空事業(yè)向前發(fā)展的關(guān)鍵一步。通過(guò)對(duì)液壓導(dǎo)管試驗(yàn)設(shè)備及材料準(zhǔn)備的闡述基礎(chǔ)之上，對(duì)不銹鋼液壓導(dǎo)管與鋁合金液壓導(dǎo)管的疲勞壽命進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鋁合金液壓導(dǎo)管疲勞壽命更長(zhǎng)，更符合航空飛行器運(yùn)行要求。因此，在日后航空事業(yè)發(fā)展過(guò)程中，要不斷對(duì)鋁合金液壓導(dǎo)管進(jìn)行探索與研究，從而推動(dòng)航空事業(yè)更加蓬勃發(fā)展。