机械设备服务介绍

航空起落架作为飞机起飞、着陆及地面滑行的核心承力部件，其可靠性直接关系飞行安全。振动与冲击测试是验证起落架部件（如机轮、作动筒、减震支柱）抗疲劳性能与结构强度的关键环节，但测试过程中常因传感器安装、夹具设计、参数设置等问题引发故障，导致测试数据失准或部件损坏。本文结合实际试验案例，探讨起落架振动与冲击测试中的常见故障原因及针对性解决措施，为提升测试准确性与效率提供参考。

传感器安装不当导致的数据采集偏差

传感器是振动与冲击测试的“感知器官”，其安装质量直接决定数据真实性。常见问题包括安装位置偏差、固定方式不牢及接地不良。例如某型起落架减震支柱测试中，传感器被贴在支柱上端的非应力集中区域，导致采集到的振动加速度峰值比实际值低30%——原因在于未参考设计图纸中“减震支柱活塞与缸筒连接处为应力集中点”的要求，错过关键振动信号。

固定方式不牢同样常见：部分试验人员为图便捷，用普通双面胶固定加速度传感器，测试中因振动剧烈导致传感器移位，数据出现“跳变”。解决这类问题需根据传感器类型选择专用固定方式：压电式传感器宜用螺栓或磁座紧固，保证安装谐振频率高于测试频率上限；应变式传感器需用502胶或环氧胶粘贴，确保与被测部件“刚性连接”。

接地不良会引入电磁干扰，表现为数据曲线出现无规律的高频杂波。例如在机场附近的试验室测试时，雷达信号易通过传感器线缆耦合进采集系统。解决措施包括：使用三芯屏蔽线，将传感器外壳与采集系统接地端可靠连接；若干扰较强，可在传感器与采集器之间增加信号隔离器，切断干扰路径。

夹具刚度不足引发的共振干扰

夹具的作用是将起落架部件固定在振动台面上，其刚度需远大于被测部件，否则会因共振放大振动能量，导致测试结果失真甚至部件损坏。某试验中用铝合金薄板制作的机轮夹具，在测试频率达到60Hz时发生共振，机轮的振动加速度从设定的10g飙升至25g，险些造成机轮轮毂裂纹。

夹具刚度不足的原因主要有两点：一是材质选择不当，如用塑料或薄钢板代替高强度铝合金或45号钢；二是结构设计不合理，如夹具上开过多减重孔，削弱了整体刚度。解决方法需从设计源头优化：首先通过有限元分析软件（如ANSYS）对夹具进行模态分析，确保其固有频率高于测试频率范围的1.5倍；其次选用高强度、高刚度材料，如7075铝合金或调质后的45号钢，必要时在夹具关键部位增加加强筋。

预测试验证是避免夹具共振的关键步骤：在正式测试前，用小幅值振动扫频（如0.5g），观察夹具的振动响应曲线——若某一频率下加速度幅值突然增大，说明夹具在此频率下共振，需调整夹具结构或材质，直至扫频曲线平稳。

测试参数设置偏差导致的工况模拟失效

振动与冲击测试的核心是模拟起落架真实工况（如起飞滑跑时的连续振动、着陆时的瞬时冲击），若参数设置偏差，会导致测试“脱离实际”。常见问题包括频率范围过窄、加速度幅值错误、持续时间不足。例如某型起落架作动筒测试中，测试频率设置为10-100Hz，而真实工况中作动筒在收放时会产生150Hz的高频振动，导致测试未覆盖关键频率点，无法验证作动筒的高频疲劳性能。

参数设置偏差的根源是对被测部件的工况数据采集不足。解决措施需结合适航标准与实际数据：首先参考FAA AC 25.629或EASA CS-25等适航规章，明确起落架部件的振动与冲击环境要求；其次通过飞机试飞或地面试验，采集起落架的真实振动数据（如用数据记录仪记录起飞滑跑时的加速度信号），以此为基础确定测试参数。

预试验校准也很重要：在正式测试前，用被测部件的样件进行小批量测试，对比测试数据与真实工况数据的差异，调整参数直至一致。例如某试验中发现冲击加速度幅值设置过高（20g），而真实着陆冲击仅为12g，通过降低幅值至12g，避免了样件的过度损坏。

部件连接松动引发的非预期振动

起落架部件（如机轮与半轴、作动筒与耳片）的连接松动，会在测试中产生额外的冲击或振动，导致测试数据异常。某试验中，机轮与半轴的连接螺栓未按工艺要求拧至规定力矩（80N·m），仅拧至50N·m，测试中机轮出现“咔嗒”声，振动加速度峰值比正常情况高50%——拆解后发现螺栓螺纹已出现轻微磨损。

连接松动的原因包括：装配时未按工艺文件紧固、螺纹件老化或磨损、未使用防松装置。解决措施需从装配与防护入手：首先严格按照工艺规程中的力矩要求紧固螺栓，使用力矩扳手确保精度；其次对频繁拆卸的螺纹连接，定期检查螺纹磨损情况，必要时更换新件；最后采用防松装置，如弹簧垫圈、尼龙锁紧螺母或螺纹胶（如Loctite 243），防止测试中因振动导致螺栓松动。

测试前的检查是关键：用目视检查或扭矩扳手复拧所有连接螺栓，确保无松动；对关键连接部位（如减震支柱与机身接头），可在螺栓头部做标记，测试中观察标记是否移位，及时发现松动问题。

环境干扰导致的测试数据失真

测试环境中的电磁干扰、温度变化、湿度波动等因素，会影响传感器与采集系统的性能，导致数据失真。例如在夏季高温环境下测试，某应变式传感器因温度升高（从25℃升至45℃），输出信号漂移了10%——原因在于应变片的温度系数未得到有效补偿。

电磁干扰的解决措施：将测试系统（传感器、线缆、采集器）置于电磁屏蔽室内，屏蔽外部雷达、电台等信号；使用带屏蔽层的线缆，并将屏蔽层单端接地（避免形成环路）；若无法使用屏蔽室，可在采集器输入端增加低通滤波器，滤除高频干扰信号（如1kHz以上的杂波）。

温度变化的应对方法：选用带温度补偿功能的传感器（如带内置温度传感器的压电加速度传感器），采集系统可实时修正温度对传感器的影响；若使用普通传感器，需在测试前将传感器与被测部件一起预热至测试环境温度，避免温度差导致的信号漂移；对于高温环境（如超过60℃），需选用耐高温传感器（如陶瓷封装的压电传感器）。

疲劳裂纹误判导致的测试结论偏差

振动与冲击测试的重要目的是发现部件的疲劳裂纹，但测试中常因数据噪声大、裂纹识别算法局限导致误判——要么漏判真实裂纹，要么将正常的信号波动误判为裂纹。某试验中，减震支柱的振动数据出现高频毛刺，算法误判为裂纹，但拆解后发现是支柱表面的油漆脱落，导致传感器信号异常。

数据噪声大的解决措施：优化数据滤波方法，如采用自适应滤波或小波变换，去除测试中的背景噪声（如振动台的机械噪声、线缆的电磁噪声）；增加传感器数量，采用多传感器融合技术（如振动传感器+超声探伤），通过多个维度的数据验证裂纹是否存在。

算法局限的应对方法：结合人工复核，对算法识别出的“裂纹信号”，用超声或磁粉探伤等无损检测方法验证；建立部件的“baseline”数据（即未损伤时的振动信号），测试中对比当前数据与baseline的差异，若差异超过阈值（如20%），再进行进一步检查。例如某试验中，作动筒的振动幅值比baseline高25%，通过超声探伤发现作动筒内壁有一条0.5mm的裂纹，避免了漏判。