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  • 利勃海尔航空(Liebherr-Aerospace)使用GOM的ARAMIS 3D Camera 为了起落架部分进行结构测试。能够确定在静态和动态加载过程中基于点成分的全场变形。

    利勃海尔航空Lindenberg GmbH, Lindenberg(德国)、航空工业系统的领先供应商利用创新的测试方法来验证仿真手段,进一步探讨材料特性并发展新概念的起落架系统。

     在起落架系统通过使用认证之前,需要进行大量的测试来展示其能力,以满足其对功能、安全性和使用寿命的严格要求。为此航空工业越来越依赖来自GOM公司的光学测试系统和评估软件。非接触式测试系统提供被测物表面的三维位移和变形。在受动态或静态载荷时组件的变形是基于点的全场测量。使用这种测量数据使仿真和设计流程不断优化,以确保结构部分满足越来越苛刻的要求,遵守严格的安全规定。

     勃海尔宇航在其林登贝格的测试中心使用ARAMIS 3D Camera 对新开发的起落架系统来进行结构测试。测试分为强度测试和疲劳测试。在强度测试过程中起落架系统要证明其在准静态加载下的可靠性;在疲劳测试过程中需要证明其在不同工况循环加载下的使用寿命、疲劳强度。为此起落架的外部载荷时通过液压缸和负重系统来分析其在不同载荷状态下的位移状况。

    尺寸约5米的试样和相应的测试加载设备安装在专门为其设计的支架上。除了正在进行的强度测试,利勃海尔航空也在努力通过疲劳测试认证。每个测试可能持续12个月,有200万个负载周期。

    每个起落架系统需要经受多次临界载荷测试来通过静态载荷认证。这些测试主要通过模拟起落架在滑行和着陆过程中的载荷,基于点成分来分析每个部件的状态。GOM的光学测试系统能够提供这些部件在载荷下的三维空间运动状况。对于测试人员来说他们最关心的是在加载过程中部件是否会发生变形以及变形量有多大。为了加速开发,仔细研究这个部件的运动状况是有必要的。ARAMIS是一种合适的观测和分析方法。

    利勃海尔航空拥有集成的GOM非接触式测量系统。与有线式的传感器和应变片等传统测试方法不同,ARAMIS 3D Camera能够同时获得每个起落架部件的空间位移和三维变形。

    在疲劳测试过程中,模拟真实的着陆和滑行来分析其整个使用寿命的疲劳强度。最有趣的研究命题是在加载过程中,试样是否经历了永久变形。

    每个试验台都为了一个特殊工况设计。宽6米,高7米, 深5米,占据总空间70 m2。试验台通过液压系统施加4000psi或560kN 的载荷。除了ARAMIS 3D Camera测量动态变形以外,还有100个通道测量力值和温度。

    试样在结构测试期间受到多个最大载荷,包括最大力矩,制动力矩和垂直上下的载荷。测试工程师们分级加载,通过得到的实验数据来分析其表现。起落架安装在试验架上的方式和安装在飞行器上的方式是相同的。使用13个伺服液压缸同时加载。起落架的轮子使用模拟加载的轮轴系统。


    光学测试系统的优势

    不同于传统的测试方法如应变片引伸计等,光学测试系统ARAMIS能够得到三维空间位移和变形。与此同时也可以测量速度和加速度。使用贴点来测试,能够得到6自由度分析来确定刚体位移和空间转动的关系或者在各个方向的运动。测试工程师能够准确得到起落架各个位置的变形情况。ARAMIS容易集成到测试步骤中,检测点被测量标记。使用光学测试探头——GOM Touch Probe,表面上的位置可以被确定并且适配器可以被测量到。

    使用ARAMIS来分析数据,简化了工作流程。因此,在整个阶段评估,测试运行和后期处理都发生了变化。只需要按一下鼠标,所有相应的元素会自动更新。

    光学测试也可以加快测试流程。ARAMIS专业版还允许利勃海尔建立测试模板,测试任务一旦开始进行,剩余的测试都可以使用可靠的项目模板。利勃海尔航空还使用ARAMIS系统检查加载系统在一系列的试验中是否按照规范正确运行。

    首先,测试目标先用TRITOP系统通过摄影测量来确定被测物的三维坐标。后续的数据可以和CAD、应变片的数据进行对比。这能节省大量时间,否则应变片的位置必须事先手动确定。一旦测试任务开始,ARAMIS 3D Camera作为三维变形测试系统用在实际试车中,通常同时使用两套测量头。GOM Touch Probe 越来越多的被使用在变形和位移测试,以得到难以观察到的配件。

    此外利勃海尔使用GOM Touch Probe来检测装配是否和设计图纸吻合。实验过程中如果怀疑发生了全场变形,测试者可以直接使用GOM Touch Probe检测测试装置的安装而无需拆卸起落架,并用设备建立其坐标系统。

    利勃海尔计划在未来使用更多全场变形测量系统,测出疲劳测试中的加载危险区域。

    早在2010年利勃海尔航空就开始使用GOM 公司的系统为起落架系统做测试。从2015年11月开始使用ARAMIS系统,显著地加快工作效率,特别是测试设置。非接触测量显著降低了对载荷的影响。由于采用了蓝光技术,有效的降低了环境光的影响。“点追踪功能和蓝光技术的完美融合,这让我将ARAMIS称为真正的即插即用测试系统” Thomas Pfeilschifter——利勃海尔结构测试专家如是说。“我们不再需要大量的准备时间也可以获得良好有效的测试数据”光学测试系统容易集成到不同的测试平台,同时经由全场测量和点测量可以得到动态和静载载荷下的变形。三维测试数据永久可用,能够用来做后续不同环境的测试评估。测试结果可以输出为图表、视频和图像。 

    来自GOM 三维测试数据也可以被用来优化测试设计,并可用来针对飞行周期对结构有影响的特定载荷进行测量。同时GOM系统非常适合用来排查故障原因,因为其支持复合分析方法,甚至可以简化替代他们。

    2017年06月01日

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    利勃海尔航空(Liebherr-Aerospace)使用GOM的ARAMIS 3D Camera 为了起落架部分进行结构测试。

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