1、中华人民共和国航空工业部部标准HB/Z87-84 飞机飞行振动环境测量数据的归纳方法1985-01-26发布1985-07 -01实施中华人民共和国航空工业部批准中华人民共和国航空工业部部标准飞机飞行振动环榄测量数据的归纳方法HB/Z87-84 本标准规定了各类飞机含直升机)飞行振动环境测量数据的归纳方法，目的是要求用这种统一的方法归纳测量数据，以给出制定有关机载设备、构件遇用振动标准所需之基本参数。如果具体工作的目的与此不符，也可以采用其他归纳方法。 准备工作1. 1 数据要求a .所有提供归纳的飞机振动测量数据均应经过适当的测量和分析，而且应当符合部颁飞机飞行振动环境测量一般技术要求及飞机
2、飞行振动环境测量数据分析等指导性技术文件的规定。b .要求根据被测量飞机的技术要求和飞行任务剖面图对数据归纳中划分的每一种状态分别给出它们在飞机总寿命中所占的时间。c .要求提供被测量飞机预定的总飞行次数。1. 2 徽疆换为了提高数据归纳结果的准确性并给出单一形式的试验要求，在归纳数据之前应对那些同时含有正弦及随机两种分量的混合数据进行等效转换。转换时首先应根据分析给出的振动量值一一频率曲线确定数据的主要分量和非主要分量，原则上是将非主要分量向主要分量转换。此外，对于一定类型飞机的同一区域，各种状态给出的数据形式必须统一，否则也要求进行必要的数据转换。转换的方法是E1.2.1 随机分量转换为正
3、弦分量根据混合数据中随机分量的谱图特征，近似划分为若干有限带宽的分段平谱、窄带峰谱或单频随机分量，然后按它们所对应的频带频率分别进行转换。a .有限带宽平谱转换为正弦分量，转换公式为:/fG A(f)=r.J一一一一( f，三f孔(1 ) 2Q( f ) r=.-j2们5+1主(2 ) 这里Q( f )为以频率表示的一般机载设备、构件的Q值，其统计曲线如图1所示。( 1 )、(2 )式中zfu、f1分别为被转换的有限带宽平谱随机分量的上、下频限，G:被转换的有限带宽平谱谱密度值zA( f ):转换后的正弦分量幅值，航空工业部1985-01-28发布1985-07-01实施l HB/zal-.
4、100 L / , / / / ./ .-. -严(OV dFEM氧稻田帽磐10 1 10 l()O 1000 图1Q值统计曲线r t等效系数r.表示伽玛函数，K，常参数值，这里规定取K;:8，对应有r=2. 1, b .窄带峰谱转换为正弦分量，转换公式为A(fa) = r J?人?n.(3 ) 式中zr t等效系数，r=2.1(K=8时); P:被转换之窄带峰谱的峰值谱密度值，fa:窄带峰谱谱峰对应的频率，q :窄带峰谱的锐度因子，它等于fa除以半峰高之间的带宽FA() ，转换出的频率为fD.的正弦分量幅值。c .单频随机分量转换为正弦分量，转换公式为zA ( fD. ) = rO ( fD
5、. ) . ( 4 ) 式中zr t等效系数，r=2. 1 (K=8时); (f山频率为.的单频随机分量的均方根值，A ( f. ) t转换出的频率为fn的正弦分量幅债。2 频率施H8/z87-84 d . 数据合并。完成上述转换后，应将转换给出的正弦分量与原有正弦分量按同频率相合并。设现频率fn处有k个E弦分量，帽值分别为AlA，Ak则合并公式为A=JJJ . ( 5 ) 这里，A为合并后的频率为fn的正弦分量幅值。1.2.2 正弦分量转换为随机分量浅在频率fn处有幅值为A( fn)的正弦分量，将它转换为下式规定的有限带宽平谱随机分量s2A 2 ( fn ) Q(fn) G ( f ) =
6、-. A , A1_; II-nln ( 6 ) Cfn -fns二f:!:二fn+fI1一-4Q( f n) -. _ U 4Q( fn) 这里G( f )为转换后的有限带宽平谱谱密度值，取等效系数r= 1.8 ( K = 5 )。然后将转换给出的G( f )与原有随机分量相合并sG总(f)=G(f)+Go(f)(7 ) 式中sG 0 ( f )表示原有随机分量的谱密度值。1.8 飞辄羹型、设备安魏区域及状态的划分1. 8.1 按飞机类型划分飞机类型划分为下列五类za . 战斗机b 轰炸机c 涡轮喷气运输机d. 螺桨式飞机不包括直升机e 直升机1.8.2 按设备安装区域划分设备安装区域划分为
7、下列八种，a . 机身及机翼内侧1/3翼展区域，其中按试牛安装情况又分为下列四种z( 1 )刚性安装在前、中机身及机翼内侧1/3翼展区域下述之发动机附近区域除外)，( 2 )刚性安装在后机身*J( 3 )安装在仪表板及有减震的支架上，( 4 )安装在无减震的支架上。b .机翼的外三分之二翼展区域、尾翼及起落架舱。c .发动机附近区域(如发动机舱及发动机支架。注，如果发动机装在后机身，贝。后机身划为区域c.3 d .发动机。e .外撞件。HB/Z7-a 1.83 技状态划分应参照被测量飞机的技术要求、使用任务和实际振动测量状态，根据实测数据的检查、分析结果包括数据的等效性检验结果来具体确定数据归
8、纳申的状态划分。这里不作明确规定，仅仅要求状态的划分应尽可能细致，以保证每种状态对应的数据记录样本近似属于同一个平稳随机过程，并且这些状态的总体又基本上能够包括所有可能出现全机或局部振动的飞机使用情况。Z罔-种飞11.测量.据曲归刽为了方便，假定上面共划分了n种飞机类型，r个试件安装区域，1种状态。2.1 -定状态下，罔-测量点每个测量戴帽的归翩对于由同一种飞机多架测量或一架飞机多次测量给出的一定状态下同一测量点的多个测量数据分别按三个互相垂直的测量方向用下述方法估计后进行归纳。设某一测量点在同一测量方向拥有k个测量数据值，在相同频率(或频段:)上其量值(1幅值或谱密度值分别为AHA2 A.,
9、 (若划分频段时，要求所分频段数应足够多，使各频段内振动量值变化不犬，取其申的最大量值作为该频段的振动量值)。取s一1k A = 7-:E Ai ( 8 ) 且i:.:1 一/1 k一/、二一s = Y k - 1 :E ( Ai - A ) Z、J/ 则根据规定的置信系数1一可按下式估计该测量点振动量值母体均值的置信上限值z式中s -: S t k-l , 2 AUI川=A+一一一-一(10) 、Ik A1-=对应于置信系数为1-的该测量点振动量值母体均值的置信上限值，1 -z规定的置信系数，这里规定取=0.10，tk-1，/2 :按自由度k-1及/2.值自t分布表上查出的值。最后，对不同频
10、率fn(或频段都得出相应的A-值或连成谱线)作为该测量点的单一振动数据。但是，在测量数据较少的情况下一般就直接取算术平均值A作为该测量点的单一振动数据。2.2 -定状态下同-区域中的戴揭归纳将一定状态下在同一区域中所者测量点、所有测量方向得出的全部振动数据Al或4 HB/Z87 84 A)画在同一张振动量值一一频率图上，然后根据包围绝大部分数据而只摒弃少数错误的突出数据点或谱峰的原则另行划分不同频段分别连出相应的常值包线，如图2所示。广一一d、理酬需蜷fl 频率ff , f2 状态-一区域包线示例注s图2中各种幽结为各测量点数据曲线，虚线为按两个频段取的审值包钱.A pq为对一定状态q在区域P
11、&频段(ffa)中所有测量数据的包钱值.图2假定对一定状态Q(Q=1，2，1)在某一区域P(P=1，2，r)中已按上述包线方法得出在一定频段中的常值包线值Apq，以下的归纳即以这种状态一一区域包线数据为基础，按频段分别进行，最后再将各频段数据的归纳结果综合起来。要求对于一定类型飞机和-定区域，取常值包线值的频段划分，必须统一，亦即所分频段数目及相应转换频率必须一致，为此需要综合考虑那些振动量值较大的状态的数据特征来划分频段，并且，为了便于试验应用，所分频段数目般不得多于四个。2.8 111-区中所有状态的据归纳对一定区域按相同频段归纳所有状态的数据。a .假定在所有状态包线值Apq中，状态Q对
12、应的Apq值最大，则取Ap = Apq = ma:xApq, q = 1 , 1 ( 11 ) b .假定状态q( q = 1, 1 )在飞机总寿命中所占的时间为Tq，故状态Q所占的时间为T00设飞机总飞行次数为N总，则相对于区域P而言，平均一次飞行经历的严重振动时闯可取为ztp = TQ/N总(12 ) 再将tp对P取极值，使之与P无关，记为tmtm = ma.x tp, p: r . ( 13 ) c .对区域P，将所有状态分别以量值Apq及相应时间Tq进行的振动按累积损伤相等换算成以单一量值Ap振动并求出所对应的等效振动时间，其计算公式为E对正弦数据5 Tpe =:.E ( Apql A
13、p ) KTq ( 14 ) q=l 8/Z87-84 对随机数据Tpe=去(Apq/ Ap ) K/2 Tq ( 16 ) q=l ( 14) (15)式中tTpe: 以单一量值Ap振动时的等效振动时间，附加下标e表示进行这一计算的等效符号，K:常参数值，对公式(14 )取K;:5，对公式(15)取K=8。再按平均一次飞行计算出ztpe = T peJN总(16 ) S 同-羹型飞辄的敏握归纳考虑第I类型(1=1，2，n)飞机中包括有L种不同型号的飞机，假定己对其中第j种(j ;:; 10 2, L )飞机按上述方法归纳出相应的Ap，tm, tpe等数据，附加土标Ij表示飞机类型及机种后改记
14、为aA Ij, t Ij, t Ij , (j=1 , 2 , L )其中sp - m pe Ii _ T Ii J uli J = T J_ / N.i( 17 ) pe pe -， 8. 1 对一定区域，求出该类型飞机的最大振动量值，即取zA I= maxAU, jzl, 2 , HH-. L . ( 18) P ,I.,U Ur.A. l J.-). 0 8.2 求出平均一次飞行中该类型飞机发生最大振动量值时可能经历的最长时间，即取st;=mutI, j=1, 2 , L(19 3.8 对所有机种分别将它们以量值AIj和时间tIj表示的振动按累积损伤相等换算成p - - - pe 以同一
15、量值A振动并求出对应的等效振动时间，计算公式为E对正弦数据、-JAV 9 , . 、.，L 唱，-r飞ll自LWIFP &v KTLnr A IJJ UUP A /飞= lE -4p 对随机数据K/2 t Ij= t Ij ,h J 0.10 k 3.078 1.886 1. 638 1.533 1.476 12345 3.707 3.499 3.355 3.250 3.169 3.143 2.998 2.896 2.821 2.764 2.447 2.365 2.306 2.262 2.228 1.943 1.895 1.860 1.833 1. 812 1.440 1.415 1.397
16、1.383 1.372 6789 3.106 3.055 3.012 2.977 2.947 2.718 2.681 2.650 2.624 2.602 2.201 2.179 2.160 2.145 2.131 1.796 1. 782 1.771 1.761 1. 753 1.363 1.356 1.350 1.345 1.341 nu1A9uquA哇FD嚼品iT品咱1i噜I2.921 2.898 2.878 2.861 2.845 2.583 2.567 2.552 2.539 2.528 2.120 2.110 2.101 2.093 2.086 1.746 1.740 1. 734
17、1.729 1.725 1.337 1.333 1.330 1.325 1.328 au月toon莎白U品EA-A噜，自只2.831 2.819 2.807 2.797 2.787 2.518 2.508 2.500 2.492 2.485 2.080 2.074 2.069 2.064 2.060 1. 721 1. 717 1.714 1.711 1.708 1.323 1. 321 1. 319 1. 318 1. 316 唱A白4。4且哩r09。9。&92.779 2.771 2.763 2.756 2.750 2.479 2.473 2.467 2.462 2.457 2.056 2
18、.052 2.048 2.045 2.042 1.706 1. 703 1.701 1.699 1.697 1.315 1.314 1.313 1. 311 1. 310 aundo。AMMA22223 2.704 2.660 2.617 2.423 2.390 2.358 2.021 2.000 1. 980 1.684 1.671 1.658 1.303 1.296 1.289 40 60 120 =0.995，0.990，0.975，0.950，0.900时，由tkl1- -tkJ得到。10 r(x) x 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1
19、. 08 1.09 1. 10 1.11 1.12 1.13 1.14 1. 15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1. 30 1. 31 1.32 1.33 1.34 .000 0.9735 9687 9642 9697 9555 0.9330 9298 9261 9231 9209 0.9182 9156 9131 9108 9085 0.9064 9044 9025 9007 8990 0.8975 8960 8946 8934 8922 .001 9994 9938 9883 9
20、830 9779 9130 9683 9687 9593 9550 9509 9470 9432 9396 9361 9327 9295 9264 9234 9206 9179 9163 9129 9105 9033 9062 9042 9023 9006 8989 8973 8959 8945 8933 8921 .002 9988 9932 9878 9825 9714 9725 9678 9633 9589 9546 9505 9466 9428 9392 9357 9324 9292 9261 9231 9203 9176 9151 9126 9103 9081 9060 9040 9
21、021 9004 8987 8972 8957 8944 8931 8920 HB/ Z87-84 录附C匍马画戴襄.003 9983 9927 9872 9820 9769 -9721 9673 9628 9584 9542 9501 9462 9425 9389 9354 9321 9289 9258 9229 9201 9174 9148 9124 9101 9079 9058 9038 9020 9002 8986 8970 8956 8943 8930 8919 004!005i阳.007l008| .009 9954 I 9919 9899 ! 9894 9846 f 9841 9
22、794 I 9789 9745 I 9740 9977 | 9971 | 9966 | 9950 9921 i 9916 I 9910 ! 9905 9867 . 9862 I 9856 : 9851 9815 : 9810 I 9805 i 9800 9764 I 9759 I 9755 ! 9750 9旧9711I 9706 9702 9669 i 9664 I 9660 : 9655 9624 1 9619 I 9615 : 9610 9580 : 9576 I 9571 i 9567 9538 ! 9534 I 9530 I 9526 9w|9仰9651 I 9646 9606 i 9
23、602 9563 I 9559 9522 I 9518 9.498 ! 9494 9490 j 9486 I 9482 I 9478 9459 l 9455 l 9451 I 9447 1 9443 I 9440 9421 i 9417 : 9414 1 9410 1 9407 I 9403 9385 i 9382 : 9378 I 9375 I 9371 I 9368 9350 I 9347 t 9344 I 9340 I 9337 I 9334 9317 i 9314 ! 9311 ! 9308 I 9304 I则19285 I 9282 i 9279 I 9276 I 9273 I 92
24、70 9255 ; 9252 ; 9249 I 9246 I 9243 I 9240 9226 i 9223 1 9220 I 9217 1 9214 1 9212 9198 I 9195 I 9192 I 9190 I 9187 I 9184 9171 i 9169 : 9166 I 91 63 I 9161 I 9158 9146 I 9143 I 9141 I 9138 I 9136 I 9133 9122 I 9119 i 9117 I 9114 I 9112 I 9110 9098 ; 9096 I 9094 i 9092 I 9090 I 9087 9077 I 9074 i 90
25、72 I 9070 I 9068 i 9066 附90541 9052 I 9050 1 9I 9046 9036 I 9034 I 9032 I 9031 I 9029 I 9027 9018 l 9016 I 9014 I 9012 i 9011 i 9009 9000 ! 8999 I 8997 i 8995 I 8994 I 8992 8984 I 8982 ! 8981 ! 8979 I 8978 I 8916 8969 8954 8941 8929 8918 8967:8966|肌4i则3!18953 8952 : 8950 i 8949 i 8948 8940 i 8939 ;
26、8937 8936 i 8935 8928 : 8927 i 8926 I 8924 I 8923 8917 ! 8川!8川|8914l81.35 10.8912 I 8911 1 8910 1 8909 I 8908 1 8907 8906 : 8905 I 8904 , 8903 1.36 I 8902 I 8901 I 8900 1 8899 1 8898 I 8897 : 8897 : 8896 1 8895 I 8894 1. 37 i 8893 ! 8892 : 8892 : 8891 ! 8890 8889 8888 I 8888 I 8887 I 8886 1.38 8885
27、! 8885 i 8884 8883 ! 8883 8882 8881 i 8880 ! 8880 : 8879 1. 39 i 8879 8878 ! 8871 I 8877 ! 8876 1. 8875 i 8875 ! 8874 i 8814 I 8873 I - I - I 11 HB/ Z87-84 (X ) 伽马画踉亵xloooioolJ002jo03;004;。町肌川0091. 40 10.8873 8872 : 8872 8871 : 8871 i 8870 I 8870 i 8869 1 8869 i 8刷1 41 I 8868 I 8867 8867 8866 : 8866
28、 i 8865 I 8865 ! 8865 I 8,864 f 8864 1.42 i 8864 I 8863 8863 i 8863 8862 i 8962 i 8862 I 8861 I 8861 I 8&61 1.43 8860 I 8860 8860: 8860 i 8859 I 8859 : 8859 I 8859 i 8858 I 8858 1.44 1 8858 1 8858 8858 ! 8858 i 8857 i 8857 : 8851 I 8857 I 8857 1 8,857 145|OW|Wi8856i8m|88668856(8|则18部6i8866i: 46 I 88
29、56 i 8856 i 8856 I 8856 ! 8856 I 8856 ! 8856 ! 8856 I 8856 I 8866 1.47 i 8856 ! 8866 I 8856 i 8857 i 8857 ! 8857 I 8B57 I 8857 I 8857 I 8857 1.48 : 8857 1 8858 i 8858 I 8858 i 8858 ; 8858 ! 8869 i 8859 i 8859 I 2869 1. 49 i 8859 : 8860 : 8860 ! 8860 8860 I 8861 : 8861 I 8861 I 8862 I 8862 8863 : 886
30、4 : 8864 I 8861 i 8866 i 8865 I 8866 8867 i 8868 I 8868 ; 8869 ! 8869 ! 8869 i 8810 8872 I 8872 i 8873 I 8873 I 8874 t 8875 t 88.15 8877 i .8878 I 8879 ! 8879 ! 8880 I 8880 t 8881 8884 ! 8884 ! 8885 i 8886 ! 8881 I 8887 I 8888 则21 8892 i 8893 I 8894 I 8895 I 8896 8900 : 8901 ! 8901 I 8902 1 8903 1 8
31、904 8909 1 8909 : 8910 I 8911 i 8912 I 8913 8918 : 8919 I 8920 I 8921 I 8922 1 8923 88930 ! 8931 i 8932 i 893318934 8940 i 8941 i 8942 I 8943 1 8944 I 8946 8952 I 8953 I 8964 I 8B55 I 8957 I 8958 8964 1 8966 I 8967 I 8968 j 8970 I 8911 8978 ; 8679 I 8981 I 898Z i 8984 I 8985 8992 : 8994 I 8995 I 899
32、7 I 8998 I 1000 !t007 1 9009 I 9010 j 9012 I 8944 I 9015 !t023 ! 9025 1 9026 j 902a I 8950 1 9031 !t040 i 9041 I 93 I 9045 ! 8977 1 9048 9057 i 9059 I 9061 1 906Z ; 8984 I 9066 9075 ! 9017 I 9079 1 9081 ! 8998 I 9084 9091 i 9096 I 9098 j 910Q 1 90L4 I 9104 9114 I !H16 I 911.8 I 9120 i 9030 ! 9124 91
33、34 : 9136 I 9138 I 9140 I 9047 : 9145 9J55 I 9157 ! 9160 I 9162 , 9064 9166 9177 I 9119 1 9182 I 9184 : 9083 I 9188 9200 ! 9202 1 9204 1 9207 9102 1但119223 I 9226 ! 9228 I 9230 ! 9122 I 9235 9247 : 9250 I 9252 I 9255 : 9142 : 9260 9272 9275 ! 9277 ! 9280 : 9164 : 9285 9298 8301 I 9203 I 9306 i 9186
34、I 9311 1. 50 1. 51 1. 52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1. 58 1. 59 1.60 1.61 1. 62 1. 63 1. 64 1. 65 1. 66 1.67 1.68 1.69 1. 70 1.71 1. 72 1.73 1. 74 1. 75 1. 76 1. 77 1. 78 1. 79 0.8862 8866 8870 8876 8882 :0.8935 8947 8959 8972 8986 4哼4哩dnoon1吨。FhuvnOAUAUAUnuhu n3n303hvh3 -AU 0.9086 9106 I 9126 9147 91
35、68 ;0.9191 9211 9238 9262 9288 8863 8866 8871 8876 8882 8889 8897 8906 8915 89.25 8936 8948 8961 8914 89,88 90GS 9018 9035 9052 9070 9088 9108 9128 9149 9170 9193 9216 9240 9265 9290 12 8863 8867 8871 8877 8883 8890 8898 8907 8916 8926 8937 8949 8962 8975 8989 9004 9020 9036 9054 9011 9090 9110 9130
36、 9151 9173 9195 9218 9242 9267 9293 8891 8899 8908 8917 8927 8939 8950 8963 8977 8991 9006 9021 9038 9055 9073 9992 9112 9132 9153 9175 9197 9221 9245 9270 9295 一.一HB/ Z87-84 r(x) 伽马画踉亵xjoooj001j0021003|004;叫叫叫叫009|!;!;|1 1. 80 :0.9314 I 9316 I 9319 ; 9322 1 9325 9327 1 9330 ! 9333 1 9335 : 9338 1.8
37、1 : 9341 9343 i 9346 9349 1 9352 I 9355 9357 : 9360 I 9363 : 9366 1. 82 : 9368 9371 9374 9377 9380 9383 I 9385 I 9388 I 9391 i 9394 1. 83 9397 ! 9400 9403 9406 i 9408 9411 1 9414 ; 9417 i 9420 i 9423 1.84 9426 i 9429 I 9432 I 9435 1 9438 9441 ! 9444 : 9447 I 9450 1 9453 1. 85 :0.9456灿99462 i 9465 94
38、68 i 9471 I 9川9478I1 !4 1.86 i 9487 : 9490 I 9493 : 9496 ! 9499 9503 ! 9506 I 9509 I 9512 ! 9515 1. 87 I 9518 i 9522 i 9525 1 9528 I 9531 1 9534 : 9538 I 9541 : 9544 ! 9547 1. 88 1 9551 1 9554 1 9557 i 9561 9564 : 9567 : 9570 ! 9574 i 9577 ! 9580 1 A.Q阳|阳!刚|9594iw9601!9604i9607|9611!96141. 90 1. 91
39、1. 92 1. 93 1. 94 1.95 1.96 1.97 1. 98 1. 99 0.9618 9652 9688 9724 9761 9621 1 9625 1 9628 i 9631 i 9635 i 938 ! 9叫:964sj96499656 I 9659 : 9663 ! 9666 i 9670 I 9673 i 9677 I 9681 ! 9684 9691 I 9695 . 9699 I 9702 i 9706 i 9709 i 9713 I 9717 I 9720 9728 ! 9731 ; 9735 I 9739 : 9742 ; 9746 i 9750 I 9754
40、 I 9757 9765 I 9768 ! 9772 ! 9776 ! 9780 ; 9784 ! 9787 I 9791 I 9795 9803 9841 9881 9921 9962 |9806|9川:9814i则19m9m|9肌9肌9845 I 9849 I 9853 ! 9857 i 9861 . 9865 I 9869 : 9873 9885 9889 i 9893 i 9897 i 9901 I 9905 I 9909 1 9913 9925 i 9929 9933 ! 9938 : 9942 9946 ! 9950 I 9954 附|9971!9mim i9m;阳!9992i附对x2的伽马函数值，可以利用下式算出z附加说明(x+ l) f(x) =-一一-一一-， ( x ) = ( x - 1 ) r ( x - 1 ) x r( 1.8) 0.9314 9( 1 )r(.8) = 6 o =一一一=1.164 0. 8 0.8 ( 2 )(2.5) =1. 5x(1.5)= 1. 5x O.8862= 1. 329 本标准由航空工业部三0-所提出。本标准由航空E业部飞机振动环境标准技术组起草。本标准主要i.!草人z姚起杭。13
