項(xiàng)目介紹  

背景與目標(biāo)  

本項(xiàng)目為高精度飛機(jī)機(jī)翼力學(xué)性能測試系統(tǒng)，通過多組電缸協(xié)同控制技術(shù)，模擬機(jī)翼在飛行、極端天氣或機(jī)械故障下的復(fù)雜受力狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集關(guān)鍵參數(shù)（如拉力、扭矩、形變量、應(yīng)力分布等），用于驗(yàn)證機(jī)翼結(jié)構(gòu)安全性和材料可靠性。  該設(shè)備融合精密機(jī)械、智能傳感與航空工程知識，成為現(xiàn)代飛機(jī)研發(fā)、制造與維護(hù)的主要裝備，未來可拓展至航天器翼面、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片等場景應(yīng)用。

系統(tǒng)組成  

主要執(zhí)行單元：由20-30組高精度電缸組成，支持多軸協(xié)同動(dòng)態(tài)加載，單點(diǎn)拉力范圍覆蓋5kN至50kN。  

數(shù)據(jù)采集模塊：集成激光位移傳感器、應(yīng)變片、動(dòng)態(tài)力傳感器及高速工業(yè)相機(jī)，實(shí)現(xiàn)微米級形變檢測。  

控制平臺：基于工業(yè)以太網(wǎng)的分布式控制系統(tǒng)（DCS），支持同步控制誤差≤0.05mm。  

仿真軟件：配套力學(xué)建模與數(shù)據(jù)分析工具，可生成三維形變云圖及疲勞壽命預(yù)測報(bào)告。  

工作流程  

1. 機(jī)翼固定于測試臺架，電缸組按預(yù)設(shè)路徑連接受力點(diǎn)；  

2. 模擬真實(shí)工況（如湍流、重載起飛）施加動(dòng)態(tài)載荷；  

3. 實(shí)時(shí)采集形變、應(yīng)力等數(shù)據(jù)，通過AI算法預(yù)測結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)；  

使用場景介紹  

飛機(jī)制造商研發(fā)驗(yàn)證  

應(yīng)用：新型復(fù)合材料機(jī)翼（如碳纖維增強(qiáng)塑料）的極限載荷測試，驗(yàn)證輕量化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。  

案例：某型號客機(jī)機(jī)翼需驗(yàn)證其在MAX起飛重量下的抗彎性能，通過多電缸同步加載至設(shè)計(jì)載荷的150%，確認(rèn)安全冗余。  

航空材料實(shí)驗(yàn)室  

應(yīng)用：對比不同合金或復(fù)合材料的抗疲勞特性，優(yōu)化材料選型。  

案例：測試鈦合金與鋁合金接縫處在高頻振動(dòng)下的形變差異，指導(dǎo)工藝改進(jìn)。  

航空維修檢測  

應(yīng)用：老舊飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，評估金屬疲勞裂紋擴(kuò)展風(fēng)險(xiǎn)。  

案例：針對服役超15年的貨機(jī)機(jī)翼，通過周期性加載測試預(yù)測剩余壽命，制定更換計(jì)劃。  

主要價(jià)值  

提升飛行安全等級  

通過極限工況模擬，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，降低空中解體等事故概率。  

縮短研發(fā)周期  

傳統(tǒng)測試依賴風(fēng)洞試驗(yàn)，耗時(shí)長，本系統(tǒng)可將單項(xiàng)測試周期壓縮至72小時(shí)內(nèi)，研發(fā)效率提升60%。  

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化  

基于測試數(shù)據(jù)建立數(shù)字孿生模型，指導(dǎo)機(jī)翼氣動(dòng)外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)同優(yōu)化。  

降低全生命周期成本  

預(yù)防性維護(hù)策略減少非計(jì)劃停飛損失。  

項(xiàng)目對技術(shù)的要求  

高精度同步控制：多電缸同步誤差≤±1%，支持正弦波、隨機(jī)振動(dòng)等復(fù)雜加載波形，頻率響應(yīng)0-50Hz。  

多模態(tài)傳感融合：激光位移傳感器分辨率0.1μm，應(yīng)變片精度等級0.02級，熱成像儀檢測溫度變化對材料性能影響。  

極端環(huán)境適應(yīng)性：測試艙支持-60℃至+80℃溫控，濕度控制范圍10%-95%，模擬高空低溫低壓環(huán)境。  

智能分析能力：內(nèi)置AI算法（如LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）預(yù)測結(jié)構(gòu)失效趨勢，支持與CATIA/ANSYS等工程軟件數(shù)據(jù)互通。  

安全冗余設(shè)計(jì)：雙路供電+機(jī)械互鎖保護(hù)，緊急制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間＜50ms，過載保護(hù)閾值可動(dòng)態(tài)調(diào)整。