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航空螺旋桨动平衡配平软件算法实现
代写论文库:软件工程论文时间:2016-08-11 09:31 点击:
  0引言 
  航空螺旋桨在装机后的高速旋转过程中会产生振动,这种振动强度必须限制在一个可接受范围内,目前在航空维修领域的普遍做法是对螺旋桨进行在线动平衡配平。 
  对螺旋桨的动平衡配平即在螺旋桨桨毂的特定位置的可用性。通过对资源的一系列处理,包括计算、存储、优化联合调度方法等,在提升云计算平台资源利用效率的基础上提高平台的整体服务质量。 
  上适当增加或减少配重片数量,调整螺旋桨的整体质心位置,使不平衡力减小到能够满足螺旋桨—发动机稳定运行为止。在航空维修实践中通常采用的方法是在某振动测试仪的辅助下,按照测试仪指示出的数量和位置安装配重,最终使拟配平螺旋桨的振动值控制在该测试仪可接受的范围之内。 
  在工程实践中进行螺旋桨动平衡配平时往往需要多次进行“配平—测试—再配平”的重复过程,费时费力,甚至出现反配平现象。文献指出建模配平算法能够很好地解决传统配平方案中在遇到实际轻点位置与螺旋桨上可安装配重的标准位置不一致时,需要多次配平的工程难题,能够确保一次性配平成功。但在工程一线的实际操作环境中,工程人员单靠人工难以完成建模配平算法的全部计算过程,使该算法的效益难以体现,而如能借助智能移动终端设备则使问题迎刃而解。本文基于VB.NET并以WinCE智能终端设备作为平台,研究对螺旋桨动平衡建模配平算法的软件编译论文实现方法。 
  1编译过程 
  1.1编译方案设计 
  根据文献,航空维修领域应用广泛的某型振动值测试仪能够测量并计算出螺旋桨—发动机转账系统的轻点位置和拟安装的配重质量,而螺旋桨动平衡的建模配平算法以该振动值测试仪作为数据来源。在该测试仪对振动值的末次典型测结果中,“1734RPM”为测量振动值时的螺旋桨转速,“0.15IPS@12:52”包含了振动值(0.15IPS)和重点位置(12:52)两个信息。而建模配平算法的输出结果是位于两个标准安装位置上的两个配重质量数据,得到拟编译配平软件的逻辑框图如图1所示。 
  1.2智能设备工程项目创建 
  启动Microsoft Visual Studio 2008,配置开发环境为Visual Basic,并使用智能设备项目模板创建智能设备工程项目,配置目标平台为Windows CE,选择.NET Compact Framework版本为3.5,模板为设备应用程序。工程项目建立后,要注意添加引用System.Data.SqlServerCe.dll,之后在代码窗口导入命名空间: 
  然后按照图2的逻辑框图在设计器窗口添加标签、编辑框、组合框、按钮等控件,典型的动平衡配平软件界面如图2所示。 
  (1) 配平模型算法编译。逆时针旋转的二叶螺旋桨配平模型如图3所示[6]。 
  设二叶螺旋桨的桨叶轴线Y1、Y2的常量名称为B2Y1和B2Y2,声明全局常量为: 
  设标准安装位置P2、P4、P8和P10的变量名称分别为B2P2、B2P4、B2P8和B2P10,声明全局变量: 
  只要测量出拟配平螺旋桨桨毂特征参数P2P4和P2Q,即可确定全局变量B2P2、B2P4、B2P8和B2P10的值,完成二叶螺旋桨配平模型实例化。 
  用同样的方法可以对文献[6]中三叶以及更多桨叶螺旋桨的配平模型进行实例化算法编译。 
  (2)矢量分解算法编译。如图4所示,在矢量分解算法中,对任意的配重质量力,均可将其分解为拟安装在与其相邻的两个标准安装位置上的两个配重质量力FQA和FQB。 
  配平模型实例化以后,标准安装位置P4和P8是确定的,所以在式(2)和式(3)中要确定∠AQC和∠CQB,则需要知道FQC的位置,该信息在该振动值测试仪中能够提供。由图1中振动值和重点位置信息通过配平系数K0能够计算出FQC的数值和位置。由于重点位置信息是以点钟形式表示的,分别设其小时和分钟部分的变量名称为HH和MM,声明变量: 
  HH和MM的值均来自软件界面中的人工输入值。 
  其中,轻点位置与重点位置相差6个点钟,为避免计算出的轻点点钟位置大于12,计算轻点位置前先作判断并重新对HH赋值,重新赋值后的HH则表示了轻点的点钟位置小时部分。 
  设FQC的位置变量名称为pos,值变量名称为FF;分别设振动值和配平系数变量名称为IPS和K0,声明变量: 
  IPS和K0值来自于软件界面中的人工输入值。设FQA、FQB的变量名称分别为AA和BB,设∠AQC、∠CQB和∠QAC的变量名称分别为angleA、angleB和angleC,声明变量: 
  作为对软件性能的提升,还可加入依据实际配平效果对配平系数K0进行自动修正的功能。 
  2算例测试 
  编译完成后,按照文献中给出的实例数据对编译出的配平软件进行了算例测试,如图5所示。 
  将配平系数K0设置为69后,多次测试结果表明,软件输出数据能够与文献中具体配平实例中的数据吻合,算法编译成功。
  3结语 
  螺旋桨的建模配平算法具有较好的配平效果,但数据计算复杂,影响了其在工程实践中的应用。通过对建模配平算法的软件编译和算例测试,得出结论如下: 
  (1) 编译出的配平软件将全部数据运算放在后台完成,在前台需要输入的数据量很少,使用简便,为螺旋桨建模配平算法的推广创造了条件。 
  (2) 以智能移动终端为使用平台的编译方案,使编译出的软件具有更大的移动灵活性,符合航空维修的使用特点,为一线维修人员提供了便利。 
  (3) 继承和发挥了螺旋桨动平衡建模配平算法配平效果好的优势,完全解决了航空维修中进行螺旋桨动平衡配平时遇到的系列工程难题。 
  参考文献: 
  葛漫江,王凯.螺旋桨振动的外场检测和排故[J].航空工程与维修,2001(3):4444. 
  Hartzell propeller overhaul and maintenance manual\[R\].Piqua:Hartzell Propeller Inc,2010. 
  杨建刚.旋转机械振动分析与工程应用.北京:中国电力出版社,2007. 
  Chadwick helmuth vibrex 2000 operator's manual\[R\].Ontario:Honeywell Aerospace,2000. 
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