HB 5830.5-1984 机载设备环境条件及试验方法 振动.pdf

1、空HB5830.5-84 1984-12-18发布实nUDF囚一准MM一批中华人民共和国航空工业部中华人民共和国部标准HB5830.5-84 机动本标准适用于承受飞机振动环境之机载设备。本标准应与HB5830.1(机载设备环境条件及试验方法总则功一起使用。本标准规定振动试验的目的在于sa .确定机载设备在预定振动环境条件下工作性能的适应性。b .确定机载设备在预定振动环境条件长期作用下的结构完好性。如果需要考虑温度、iEE度、!束力、晃动、和噪声等其它环境条件的影响，贝IJ应按有关综合环境试验标准进行试验。如果某种设备实际经受的振动环境条件与本标准规定不符时，经供需双方同意，允许该设备按实际条

2、件进行振动环境试验。1 试验仪设备1. 1 性能要求1. 1. 1 基本运动z振动台应保证试验样品(以下简称试品及其夹具与台商各罔定点东本上能产生同相并与试验轴向平行的直线运动。1. 1.2横向运动g试品各固定点横向运动的量值不应超过规定运动方向上振动量值的25% ，当25%的容差因试品重或体积大而不能保证时，应通过适当的手段尽量将这一值限制在100%之内，如果由于明确的技术原因这后一个值还是不能保证，在供需双方的同意下可以超出。在25%容差没有保证的所有情况下，试验报告中必须写出最大横向分量值。1. 1.3 正弦激励的失真度s振动台在试品固定点上加速度的失真度总量值不得超过规定试验频率下加速

3、度幅值的25%，如若超过，则应增加试验幅值，以便使基本试验频率的幅值达到规定值。如果还做不到，则需经供需双方同意，在试验报告中注明。失真度测量的频率范围应为试验频率范围的低限频率至5000Hz或为试验频率范围的低限频率至5倍的高限频率，上限取二者中的较大者。1. 1. 4 随机激励的幅值分布s振动台应能产生正态分布的瞬时幅值，但峰值可不犬于3倍均方根值。1. 1. 5 台面漏磁s因避免漏磁场影响试品的正常工作，振动台商上的漏磁场应满足以下规定，有消磁装置的振动台在接通励磁电源后，台面中心高25毫米处漏磁不大于50高斯，无消磁装置的振动台则不大于250高斯。当漏磁场会影响试品正常工作时，必须得到

4、供需双方的同意，并测出漏磁场数值，记载于试验报告中。1. 2 振动.徽害羞1. 2.1 随机激励g当用窄带分析仪测量激励功率谱密度时，控制点(见2.3.3)的测量航空工业部1984-12-18发布1985-05-01实施1 HB5830.5-84 谱密度与规定的谱密度相差不得超过士3分贝。在5002000Hz范围内，允许容差为士6分贝，但l累积带宽不得大于100Hz。在整个频带内，总加速度均方根值与规定值相差不得超过士15%功率谱密度的测量应满足BT?50，B、T分别为分析系统的带宽和平均时间，对各种分析仪的具体规定如下ga . 并联连续滤波器均衡/分析系统20200Hz之间最大带宽B=25H

5、z 2001000Hz之间最大带宽B= 50Hz 10002000Hz之间最大带宽B= 100Hz b . 扫描分析系统( 1 )等带宽分析仪滤波器带宽$20-200Hz之间最大带宽B= 25Hz 2001000Hz之间最大带宽B=e50Hz 10002000Hz之间最大带宽B= 100Hz 分析仪平均时间sT=2RC1秒(至少)RC为分析仪时间常数。分析扫描率(线性的): 5 =过5或5=号(Hz/秒)，取其中较小者( 2 )等百分比带宽分析仪滤波器带宽EB = Pfc 式中P0.1，f c为分析仪中心频率分析仪平均时间gT150 / pf c 分析仪扫描率(对数的): Pf c c _ (

6、pc_) 5=2支C或S-lI (HZ/秒)，取其中较小者。C. 数学功率谱密度分析系统所提供的分析结果的精度和分辨率与上述相当。1.2.2 lE弦激励g整个频率范围内在控制点上测得的振动量值的容差为a位移量值士15%加速度量值+15% 1.2.3频率s共振频率的测量容差应为土0.5%或士0.5Hz，二者取较大者。其它频率的容差g小于50Hz为士1Hz，大于50Hz为士2%。2 HB5830.5-84 E 通用试瞌技术2.1 试晶的安装2.1 . 1 试品应按正常的安装方式直接或借助于安装夹具紧固于振动台台面上，并避免其它额外附加的紧固或绑扎，所有连接件如电缆、导管、导线等对试品的限制也必须和

7、飞机上正常固定时的限制l相似。如果试验必需使用某种专用接头，这些接头不应对试验有特殊的影响。2. 1. 2 试品在振动台上的三个安装轴向应符合3.3节的要求。2. 1. 3 使用中带有减震装置的设备，一般应带上减震装置进行试验，如果实际上难以做到这一点，则可以不带减震装置进行试验。其振动量值如果本标准有规定，则取用之g如无规定，则由供需双方协商处理。2. 1. 4 用于测量和控制的传感器应刚性牢固地安装于试品与台面或夹具的固定点上或尽量靠近它，或其它规定的位置上。在试品上也可安装传感器以测量共振频率及共振放大因数Q，安装位置应是可能发生共振的部位，包括主要结构、部件、组件等。应使传感器对动力特

8、性测量的影响减到最小。其中zQ =-f士f1 式中，f 0为具有最大幅值响应并被视为共振频率的频率。f，和f1分别为高于及低于fo，且其幅值响应皆等于fo处幅值响应的1/y 2 f苦的两个频率。r，- f 1即为两个半功率点之间的带宽。2. 1.5 有关标准应说明重力影响是否重要。如果重要，试品安装应保证使重力作用方向与使用状态相一致。2. 1. 6 如果有必要，有关标准还需说明试验中试品受磁干扰的最大许可值。2.2 安貌央具2.2.1 安装夹具应能保证试品在规定的轴向上进行振动。2.2.2 安装央具应模拟实际安装情况，如不能做到，则应足够刚硬，以保证振动台的运动正确地传递给试品。2.2.3

9、安装夹具的设计应使夹共同试品一起在质量分布上是对称的，以使不平衡载荷减到最小。2.3 固定点、测量点和控制点2.3.1 固定点指试晶与夹具或振动台商连接点。2.3.2 测量点2一般，测量点选在固定点。若固定点不能直接用为测量点，则测量点应尽可能接近固定点。如果大型试品的固定点多于4个，则应从中选取4个有代表性的固定点作为测量点。特殊情况下，例如对大型复杂的试品，如果要求测量点在其它地方，则在有关标准申另行规定。为检查试品的共振频率或其它危险频率以及作响应控制时，测量点可根据试验需要而确3 HB5330.5-84 定。2.3.3 控制点s指从测量点中选出来取得反馈信号的点，用以表示试品运动和验证

10、试验要求。如果只有一个测量点，则该点即为控制点。如果有多个测量点，一般采用多点平均控制技术，即以多个测量点信号的平均值作为控制点的反馈信号。也可以指定其中某一点为控制点。有关标准还可以选择其它的点为控制点。2.4 扫瞄方法在规定频率范围内，由低限频率扫描至高限频率，再由高限频率反四至低限频率称为一次扫描，反之亦可。扫描方式应为对数连续扫描。扫描率应小于或等于每分钟一个倍频稽。在规定试验频示范围内一次扫描的具体时间根据此原则在表2和表3中予以规定。在共振检查时，可以降低扫描率，或者暂时停止扫描，特别是对于低频高Q值共振更应如此。且应避免在共振频率上停留时间过长，以免引起过大的疲劳损伤。S 试验条

11、件3.1 本标准的试验条件由功能试验条件和耐久试验条件组成，它们自频率范围、振动是值和持续时间确定。3.2 试验严酷等级取决于飞机类型和设备在飞机上的安装位置、安装方式以及设备的武量。3.2.1 飞机类型划分为五类战斗机轰炸机喷气运输机螺桨式飞机直升飞机3.2.2 设备在飞机上的安装分为五个区域(见图1)，共八种安装情况(见表1) 0 3.2.2.1 机身及机翼内侧1/3翼展区域，其中按设备安装方式又分为下列四种ga. 刚性安装在前、中机身及机翼内侧1/3区域(3.2.2.3除外), b. 同IJ性安装在后机身(如果发动机在后机身、则后机身划为3.2.2.3), c . 安装在仪表板及有减震的

12、支架上，d . 安装在无减震的支架上。3.2.2.2 安装在机翼外侧2/3区域、尾翼及起落架舱。3.2.2.3 安装在发动机附近区域。3.2.2.4 安装在发动机上。3.2.2.5外挂。3.2.3 试验严酷等级用字符表示。根据3.2.1和3.2.2选挥设备的功能试验和耐久试验的严酷等级表1)。3.2.4 设备重量影响机械阻尼，对较重的设备需修正振动量值。3.2.4.1 正弦振动试验s当设备重量大于35kg时，每增加10kg振动加速度降低1g。加速度的降低只应用于规定曲线的最高等级加速度试验水平部分，jf!决不能低于该试验水平的4 HB5830.5-84 50%或规定曲线的最低等级加速度试验水平

13、，二者取大值。3.2.4.2 随机振动试验s当设备重重大于35kg时，按质量载荷衰减园子曲线降低振动量值(图2).但仅限于3001000Hz范围内的功率谱值，降低后的谱型在3001000Hz范国内仍为平直谱.300Hz前丰日1000Hz后曲线的斜率不变。3.3 除有关标准另有规定外，应分别对试品三个互相垂直轴的每一轴向进行振动试验。如果试品在飞机上具有特定的安装方向，则选择三个互相垂直轴向时应包括这一方向。如果试品在飞机上任意安装，则应选对振动最为敏感的方向为三轴向之一，否则任选三轴向为试验方向。必须在试验报告中注明这些轴向的定义。如已确证试品的某一个或两个方向上的振动对试品工作性能和寿命无重

14、要影响，则可不对这些方向进行试验。3.4 按功能试验和耐久试验分别规定试验持续时间。3.4.1 功能试验和耐久试验的持续时间分别由表2和表3查得。3.4.2 试品每个轴向的试验时间相同。3.4.3 如有必要，对本标准规定的耐久试验还可采用下列公式进村加速或减速g正弦振动试验gt ,=l! (丰.!)6n , 随机振动试验=t，=t，(旦与4 , 式中:A h S 1 、t，分别为规定之加速度、功率谱密度，试验时闹。AhSz.tz分别为加速或减速后的加速度、功率谱密度、试验时间。采用加速试验时，耐久试验时间每个轴向不得小于1小时。4 试验方法有关标准应选择以下四种方4法之一进行试验。4.1 方法

15、-宽带随机振动试验按3.3选择轴向。并依次进行试验。4. 1. 1 初始检测按有关标准的规定对试品进行外观检查，并进行有关电气性能及(或)机械性能的测量。4. 1. 2 试验步骤4. 1. 2.1 步骤1:最初共振检查4. 1. 2. 1. 1 最初共振检查的目的是确定试品在规寇频丰itE园内发生机械共振的频率。记录机械共振的频率和相应的共振放大因数Q。4. 1. 2. 1. 2 在试品试验严险等级规定的频率范围内，以振幅0.3mm(1040Hz)、加速度2旦(40日z以上)的正弦扫描振动进行共振检杏。如果以上激励幅值激起试品的幅值过小而不便于共振检查，则可以增加激励幅值，但不得超过与试品相应

16、的正弦扫频振动的功能s HB5830.5-84 试验量值。共振检查原则上为一次扫描，必要时可以增加。允许采用手动扫描方式进行共振检查。在整个频率范围内均匀缓慢地改变激励频率，相应的扫描率不能大于每分钟一个倍频程。4. 1.2. 1.3 共振检查时试品应处于工作状态。如果因处于工作状态而难以确定其共振特性时，则进行非工作状态下的共振检查。4.1.2.2 步骤2，功能试验4.1.2.2.1 功能试验的目的是确定试品在规定振动条件下工作性能的适应性，检查试品是否会出现工作失灵、性能降低或其它异常现象。功能试验分两步进行。首先进行一半时间的功能试验，然后进行耐久试验，接着再进行另一半时间的功能试验。两

17、次功能试验均按下述要求进行。4.1.2.2.2 试品在功能试验期间应处于额定工作状态或有关标准规定的工作状态，并检测试品在振动条件下的工作性能是否符合要求。4.1.2.2.3 试验严酷等级由表1的字符决定，具体量值由图3中与字符对应的曲线确定。4. 1.2.2.4 试验持续时间由表2确定。但如果性能检测的时间大于功能试验时间，则可相应地缩短性能检测所需时间或适当延长功能试验时间。4. 1.2.3 步骤3:耐久试验4. 1.2.3.1 耐久试验的目的是确定试品在规定试验时间内能否承受预期的振动应力，有无设计和工艺缺陷及由此而产生的结构完好性和性能问题。4.1.2.3.2 一般情况，试品不处于工作

18、状态，如特殊需要，由有关标准规定。4. 1.2.3.3 试验严酷等级由表1的字符决定，具体量值由图4中与字符对应的曲线确定。4.1.2.3.4 试验时间由表3确定。该时间不包括调节谱型所需要的时间，为避免在正式试验开始之前就造成试品过多的损伤，随机振动的调节时间应根据调节时功率谱密度的大小作如下限制iJ，a . 小于规定值的25%时，没有限制。b . 在规定值的25-50%时，时间限制在耐久试验时间的1.5倍之内。c . 在规定值的50-100%时，时间限制在耐久试验时间的10%之内。4.1.2.4步骤幻最终共振检查4. 1. 2.4.1 最终共振检查的进行方式及所用幅值与最初共振检查相同。4

19、.1.2.4.2 有关标准应当说明，当共振频率发生某种变化时应当采取的措施。4. 1.3 最终检测按有关标准规定，对试品进行外观检查，试品不应出现导线脱焊、紧固件松动及结构损伤等。并对试品进行有关电气性能及(或)机械性能的测量，判定该类产品是否符合要求。4.2方法二正弦扫描撮动试验按3.3选择轴肉，并依次进行试验。4.2.1 切始检测6 同4.1.14.2.2 试验步骤4.2.2.1 步骤1，最初共振检查同4.1.2.14.2.2.2 步骤2，功能试验4.2.2.2.1阔4.1.2.2.14.2.2.2.2同4.1.2.2.2HBS8aO.5-84 4.2.2.2.8 试验严酷等级由表1的字符

20、确定，具体量值由图5中与字符对应的曲线确定。4.2.2.2.4同4.1.2.2.44.2.2.3 步骤h耐久试验4.2.2.3.1同4.1.2.3.14.2.2.3.2同4.1.2.3.24.2.2.3.3 试验严酷等级由表1的字符决定，具体量值由图6中与字符对应酌配主i椭r定。4.2.2.3.4 试验持续时间由表3确定。4.2.2.3.5 按表3的要求进行扫描试验。如果在最初共振检查中已发现有低频高Q值共振，则最大扫描率允许按下式计算=23.61 S =1.4431n (0.:0+ 1) (倍频程/分)式中:10为共振频率。如果由上式计算得到的扫描率小于表3规定的一次扫描时间相对应的扫描率，

21、则按计算结果进行扫描。否则按表S要求进行扫描。允许将整个频带分成若干个分频带进行扫描。只要每个分频带上的扫描时间与该分频带带宽相适应即可。4.2.2.4 骤骤4:最终共振检查同4.1.2.44.2.3 最终检测同4.1.34.3方法三共报频率正弦搬动试验本方法仅适用于主要共振频率能明确确定的设备(例如空速管等。按3.3选择轴向，并依次进行试验。4.3.1 初始检测同4.1.14.3.2 试验步骤4.3.2.1 步骤1，最初共振检查同4.1.2.14.3.2.2 步骤2:功能试验7 同4.2.2.24.3.2.3 步骤3，耐久试验4.3.2.3.1同4.1.2.3.14.3.2.3.2同4.1.

22、2.3.2HB5830.5-84 4.3.2.3.3 根据4.3.2.1的结果选定试验频率。当每一轴向的共振频率不超过四个时，均选为试验频率，如果多于四个，则选其中四个主要共振频率为试验频率。有关标准可以规定多于四个试验频率。对于安装在减震器上的试品，有关标准应当说明，试品作为刚体和减震器组成的系统的主要共振频率是否应当选作试验频率。4.3.2.3.4 试验幅值为所属严酷等级正弦扫描振动试验曲线上相应频率对应的振动幅值的0.745倍。4.3.2.3.5 每一共振频率的试验时间为相应严酷等级正弦扫描振动试验时间的0.23倍(频率范围10-20000Hz)或0.31倍频率范围10-500日z)0

23、4.3.2.3.6 应调节试验频率，使试品总是处于最大响应状态。4.3.2.4 步骤3，最终共振检查同4.1.2.44.3.3 最终检测同4.1.3 4.4 方法四正磕扫描加固定频率正弦振动试验螺桨式飞机和直升飞机上的设备只使用本方法。按3.3选择轴向，并依次进行试验。4.4.1 初始检测同4.1.14.4.2 试验步骤4.4.2.1 步骤1:最初共振检查同4.1.2.1.4.4.2.2 步骤2:功能试验4.4.2.2.1同4.1.2.2.14.4.2.2.2同4.1.2.2.24.4.2.2.3 试验严酷等级由表1的字符确定，具体量值由图7申与字符对应的曲线确定。4.4.2.2.4同4.1.

24、2.2.44.4.2.3 步骤3，耐久试验4.4.2.3.1同4.1.2.3.14.4.2.3.2同4.1.2.3.24.4.2.3.3 固定频率试验a . 根据4.4.2.1的结果和安装该类设备的E机的明确激励颇丰选定试验频率。当每一轴向共振频半和明确激励频率之和不超过四个时，均选为试验频卒，如多于四个，则选四个8 HB5830.5-84 表1危险频率为试验频率。对于安装在减震器上的试品，有关标准应当说明，试品作为刚体和减震器组成的系统的共振频率是否应当选作试验频率。b . 试验幅值为所属严酷等级见4.4.2.3.4)正弦扫描振动试验曲线上相应试验频率对应的振动幅值，由图7确定。c .每一试

25、验频率的试验时间为30分钟。d . 试验频率如系共振频率，则应调节试验频卒，使试品总是处于最大响应状态。4.4.2.3.4 正弦扫描试验a 正弦扫描振动试验严酷等级由表1的字符确定，具体量值由图7中与字符对应的曲线确定。b . 试验持续时间由表3确定，但必须减去4.4.2.3.3确定的固定频率的试验时间。c .同4.2.2.3.54.4.2.4 步骤4:最终共振检查同4.1.2.4.4.4.3 f最终检测同4.1.3功能试验和耐久试验严酷等级9 | 设备安装位置机身及机翼内侧1/3翼展区机翼外l发动机!发动外挂l 了l侧2/3翼!附近区域i机上刚性安装刚性安装|安装在仪l安装在无|展区、尾l在

26、前、中机在后机身|表板及有减|减震的支架|翼及起落l身及机翼内，震的支架上|上|架舱i 侧1/3区lll ,( l 1|2|3|4i s16;7 些叫二11丁王lUL二:可?llfiIlfl芒lDlB 喷气运输机|F l E l G l F ! E B |li 螺桨式飞机|K | J ! L | K l J l H |J!一一ili直升飞机M | M ! N ; M l M i M J W 8二W-ww飞机类型W 注z、本列为正常使用时有减震，试验时不带减震装置的设备的试验等级.如果试验时带战震装置，则按设备所在位置的试验等级试验.CZl、本区域惜时i震装直的i是备，如试验时不带罩住置，贝1$

27、用第4列咋!il.、包-1，1i宦叶飞机主，速器l的设备.9 HB5830.5-84 表2功能试验时间表严酷试豆衷主雨阳i闹同1正营j坦1描、宽壁堕t塾R)豆三辐F雨i等级战斗机l轰炸机l喷气螺桨式!喧直升飞机圳|一次扫描时间|冈对应曲线l 运输机飞机i|10-500-IOIIL2000三10 il 1小时l一, 一一-一20分!图3、S、AB ;丁IE!1一小时!FFe!-F二:|:-fi 7与交二!函豆、BC|1小时!一一一-, I 一-20分:图3、5、CIi i 一-i 1小时!一一| 一一- i 一一; 20分!图3、5、Df-: 1小时1小时!1小时|一一一-1一一20分|图3、5

28、、EF - i 1小时124哩才|-131坠!-7三| 二71:10分l町、5、FG|13咐i1小时ll小时I，一71|一丁一l zp分!图3、5、G一一| 一一l 一一, 1小时-一-，15分I 20分 11 1,_ il_:_:_I_，_，_1 l 一一l 一-i 1小时|一-1 15分! 20分Kl一_-1二iL二:一二-I l/J雨|三二广15穷|丁丽L 一-! 一一| 一-I 1小时|一一, 15分, 20分M一-二|二:.:I J雨!一-30分lk 一-| 一-i 一一: 1小时30分W 1小时lLi业T 1半生t1小时1小时，15分N l图7W20分线ABCDEFG泣边一用系蛐叭

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31、一一一一小一山的知脏弘战-3-333-3一二三-3-UJl一一一-件忖酷级k-i-71;Li-一;一iJ一忡刷刷严等一EEETEE-fuLJ-E-YLL-bm-技，-一一一备10 :?z HB5830.5 84 前、中机身及机翼内侧1/3区域机翼外侧2/3区域，尾翼及起落架舱111111111 后机身盈盈翅二三垂发动机发功机附近区域因liit备在飞机上安装区域示:举国11 HBS 8S0.S-84 ，、国咽 4、au umg锺帽12 一一。2 8 30 60 70 80 50 40 设备重量(，)因2宽带随机振动试验质量裁荷哀减因子HB5830.5-84 功率谱密度/llz A D B c E

32、 F 0.4 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一-一。.30.15 0.08 。.04。.2，土斗.J_j i i尸I.: , i I ，川、|!11;1 斗十寸汁-l i;11; !;illi l1. l| i i!l| !l!i|l ! : i; ! 一一一一。，03!|!|li l-ill-G 阳一肌一刷一刷一-M-u-uF-G 等.c D E A B 0.01 Hz 频率2000 , 1000 178 241 300 111m 108 10 13 安装在战斗机、轰炸机和喷气运输机上的设备宽带随机振动功能试验曲线。罔3HB5830.5-84 功率谱密度g/Hz A 一一一一一一一一一

33、0.8 B c D E 一一一一一一一一一一一0.6 0.3 0.16 0.4 一一一一一一一0.08 F G 一一一1TT时!i i lNJ i i!|lrl 寸寸-HI一一1: I 11 1 1 1 I 1: 1 1 1 I l ll| 1 11 -Illi- lll-i lll 0.06 0.02 Hz 频卒2000 1000 178 241300 89 111 106 53 66 10 安装在战斗机、轰炸机和喷气运输机t的设备宽带随机振动耐久试验曲线。网414 1.5 1 0.15 O.占0.06 O. 。.00110 ll 1 1 1 1 1 1 I 一牛1-一一一+一|; |li

34、|! !|l |l! 11 : !i i |!| 1820 H 85830.5-84 CDBFG AB l! 1 i! |li|!| |i l |l l| ll|llil !|l|i! l|t! ll|Iil l !|i|i !|i!|i 183 153 2.5g A14g C10g. D8g F G2.58 2()OO 至2000图5安装在战斗机、轰炸机和喷气运输机上的设备正弦振动功能试验曲线频率Hz15 HB5830.5-84 单振幅mm 2.16 I I I I 一忏一一一一3.幅F CDEF咀AB 2 1 F 5.58 03.50 D l1g E8. !|i |1 1-ill-lil-0.21 0.01 。.1 0 频串Hz1000 2000 、至2000O. 安装在战斗机、轰炸机和喷气运输机上的设备了F.孩振动耐久试验曲线。因616 HB5830.5-84 1t!li幅桂a吨气式飞IIlI (试行)附加说明2本标准出三。一所提出。，4，;标准由航空工业部飞机振动环境标准以术组赳平U:乍标;但主要起草人E张阿舟、张克荣、i;七视显、杂m疆、姚也扰、施放IVJ、f吃庆H、hhtt均、周传11:、张曾铝、周见忠、J司校伦、黄华、iLi古训。18