一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法
【專利摘要】本發明提供了一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法，飛機著陸后，通過幾何尺寸測試設備在線檢測航空輪胎的幾何尺寸，將尺寸輸入編制的程序，直接反饋出航空輪胎當前物理性能、剩余使用次數及可靠性評價。這樣檢測人員可以直接得到當前航空輪胎的物理性能下降了多少，更加精準的了解了飛機輪胎目前的情況。在線檢測技術不需要進行拆卸，可以對航空輪胎進行高效率實時檢測，通過建立的模型方程來直接反饋出輪胎目前的使用狀況，這樣能夠滿足空軍對于時間效率的要求，快速檢測武器裝備。評價則是在檢測完成后，根據輪胎力學理論整體分析航空輪胎狀況，快速判斷航空輪胎是否能夠繼續工作并且預測航空輪胎可用安全壽命和剩余使用次數。
【專利說明】一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法，屬于測航空輪胎可靠性方法【技術領域】。
【背景技術】
[0002]航空輪胎在使用中，由于工作強度大、環境惡劣，會造成花紋嚴重磨損、簾線斷裂、航空輪胎內部裂紋擴展以及氣泡增多甚至爆胎等現象，對飛機安全造成巨大威脅。隨著航空輪胎硬度、尺寸、花紋磨損情況的改變，航空輪胎可以繼續使用的次數也逐漸的改變，當輪胎的一些性能下降到一定程度時，飛機必須更換新的航空輪胎，否則將會有很大的安全隱患，嚴重的威脅著飛機及乘員的人身安全。
[0003]目前航空輪胎都是在出廠時進行全面檢測，檢測過程復雜，耗費時間、人力和物力。并且只能檢測剛出廠時航空輪胎的質量性能，當性能達到指標的時候可以安全使用，但是卻無法在輪胎安裝到飛機上后定期的安全檢測。軍用航空輪胎使用頻率高、休整時間短，往往來不及拆卸檢測就再次投入使用。而當前對使用中的航空輪胎的檢測主要依靠目測和經驗，沒有成體系的檢測設備和理論依據支撐。根據目測胎體下沉量、胎面裂紋等表觀現象判斷胎壓、表面磨損等情況，根據檢測人員的經驗來推測航空輪胎的剩余使用次數。這樣的檢測不準確，并且檢測后不能快速通過檢測的數據對輪胎當前使用狀況做出有效的評價和預測，從而精確的推測出剩余使用次數。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，即根據檢測人員的經驗來推測航空輪胎的剩余使用次數。這樣的檢測不準確，并且檢測后不能快速通過檢測的數據對輪胎當前使用狀況做出有效的評價和預測，從而精確的推測出剩余使用次數。進而提供一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法，
步驟一、對不同起降次數航空輪胎幾何尺寸的測量
利用航空輪胎廠提供的不同起降次數的航空輪胎樣品，包括從起降I次到最終報廢次數的輪胎樣品，在實驗室利用幾何尺寸測試設備對其幾何尺寸進行測量；測量范圍包括測試航空輪胎的花紋溝深度、測試接地區域花紋溝深度分布、測試外輪廓尺寸變化以及測試水平軸高度變化這幾項；
步驟二、測量不同起降次數航空輪胎力學性能與化學結構
將不同起降次數的航空輪胎橡膠材料制成啞鈴型和圓柱型的試件，對試件進行物理性能測試，包括扯斷強度、定伸強度、撕裂強度、硬度和壓縮永久變形。對不同起降次數的航空輪胎橡膠材料進行交聯密度的測試，并且進行X射線光電子能譜測試和紅外光譜測試，分析不同起降次數的航空輪胎橡膠材料的老化程度，官能團變化情況，交聯密度變化情況。從化學機理上分析航空輪胎橡膠材料的老化程度；
步驟三、建立不同航空輪胎幾何尺寸與材料性能及可安全使用次數的關系模型對不同起降次數的航空輪胎橡膠材料物理性能以及化學測試分析的結果進行總結分析，繪制物理性能參數包括扯斷強度、定伸強度、撕裂強度、硬度及壓縮永久變形隨起降次數的關系曲線；利用物理性能的變化和化學機理上的分析預測最大使用次數，以及各個使用次數下航空輪胎橡膠材料的性能情況，建立航空輪胎幾何尺寸花紋溝深度、接地區域花紋溝深度分布、外輪廓尺寸與輪胎當前性能和使用次數的關系模型；利用計算機編程編制一個程序，將幾何尺寸與使用次數與性能關系對應起來，實現輸入幾何尺寸便能反饋出航空輪胎當前物理性能、剩余使用次數及可靠性評價；
步驟四、航空輪胎幾何尺寸在線檢測及數據分析方法
在飛機著陸后，通過幾何尺寸測試設備在線檢測航空輪胎的幾何尺寸，將尺寸輸入編制的程序，直接反饋出航空輪胎當前物理性能、剩余使用次數及可靠性評價。
[0006]本發明的方法是通過幾何尺寸的在線檢測，得到航空輪胎當前使用情況以及剩余安全使用次數，利用實驗室大量的實驗數據，編制出幾何尺寸與性能對應關系的程序，實現了不用拆卸在線檢測分析輪胎性能，得到性能參數和剩余安全使用次數的信息。極大的方便了檢測人員和飛行員對輪胎的測試，改變了目前只能依靠目測和經驗分析的現狀，提高了飛機的安全系數，降低了輪胎事故的幾率，具有極大的生產、應用前景。
[0007]
【具體實施方式】
[0008]下面將對本發明做進一步的詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發明的保護范圍不限于下述實施例。
[0009]本實施例所涉及的一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法，具體操作步驟如下:
步驟一、對不同起降次數航空輪胎幾何尺寸的測量
利用航空輪胎廠提供的不同起降次數的航空輪胎樣品，包括從起降I次到最終報廢次數的輪胎樣品，在實驗室利用幾何尺寸測試設備對其幾何尺寸進行測量。測量范圍包括測試航空輪胎的花紋溝深度、測試接地區域花紋溝深度分布、測試外輪廓尺寸變化以及測試水平軸高度變化這幾項。
[0010]例如以航空輪胎播音737為例，主輪尺寸為H44.5*16.5-21、H43.5*16-21、H40*14.5-19。使用次數上限為平均165次左右。使用次數從O到165次變化的過程中，輪胎花紋溝深度減少了 5_左右,水平軸高度由56.5cm下降到55.7cm降低8mm左右。
[0011]步驟二、測量不同起降次數航空輪胎力學性能與化學結構
將不同起降次數的航空輪胎橡膠材料制成啞鈴型和圓柱型的試件，對試件進行物理性能測試，包括扯斷強度、定伸強度、撕裂強度、硬度和壓縮永久變形。對不同起降次數的航空輪胎橡膠材料進行交聯密度的測試，并且進行X射線光電子能譜測試和紅外光譜測試，分析不同起降次數的航空輪胎橡膠材料的老化程度，官能團變化情況，交聯密度變化情況。從化學機理上分析航空輪胎橡膠材料的老化程度。
[0012]例如同樣以航空輪胎播音737為例，主輪尺寸為H44.5*16.5-21、H43.5*16-21、H40*14.5-19。使用次數上限為平均165次左右。對不同起降次數的輪胎橡膠試件進行力學性能和化學性能測試。使用次數從O到165次變化的過程中，拉伸強度初始為380kg/cm2左右逐漸降低，最多降低60%左右；100%定伸應力前期有所增大，逐漸趨于平穩；300%定伸應力初始為95 kg/cm2左右，前期先增大，后期逐漸減小；隨著使用次數的增多，硬度由初始的65HA左右逐漸增加，壓縮永久變形由30%左右逐漸增加；并且通過紅外和XPS的測試表明，隨著使用次數的增加，O元素含量逐漸增加。
[0013]步驟三、建立不同航空輪胎幾何尺寸與材料性能及可安全使用次數的關系模型 對不同起降次數的航空輪胎橡膠材料物理性能以及化學測試分析的結果進行總結分
析，繪制物理性能參數包括扯斷強度、定伸強度、撕裂強度、硬度及壓縮永久變形隨起降次數的關系曲線。利用物理性能的變化和化學機理上的分析預測最大使用次數，以及各個使用次數下航空輪胎橡膠材料的性能情況，建立航空輪胎幾何尺寸花紋溝深度、接地區域花紋溝深度分布、外輪廓尺寸與輪胎當前性能和使用次數的關系模型。利用計算機編程編制一個程序，將幾何尺寸與使用次數與性能關系對應起來，實現輸入幾何尺寸便能反饋出航空輪胎當前物理性能、剩余使用次數及可靠性評價。
[0014]步驟四、航空輪胎幾何尺寸在線檢測及數據分析方法
在飛機著陸后，通過幾何尺寸測試設備在線檢測航空輪胎的幾何尺寸，將尺寸輸入編制的程序，直接反饋出航空輪胎當前物理性能、剩余使用次數及可靠性評價。這樣檢測人員或者飛行員可以直接得到當前航空輪胎的物理性能下降了多少，還可以使用多久后者起降多少次，更加精準的了解了飛機輪胎目前的情況。
[0015]在線檢測技術不需要進行拆卸，可以對航空輪胎進行高效率實時檢測，通過手持式的設備對輪胎的一些參數進行測試，并且通過建立的模型方程來直接反饋出輪胎目前的使用狀況，這樣能夠滿足空軍對于時間效率的要求，快速檢測武器裝備。評價則是在檢測完成后，根據輪胎力學理論整體分析航空輪胎狀況，快速判斷航空輪胎是否能夠繼續工作并且預測航空輪胎可用安全壽命和剩余使用次數。
[0016]所述幾何尺寸測試設備為刻度尺或游標卡尺。
[0017]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，這些【具體實施方式】都是基于本發明整體構思下的不同實現方式，而且本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法，其特征在于， 步驟一、對不同起降次數航空輪胎幾何尺寸的測量 利用航空輪胎廠提供的不同起降次數的航空輪胎樣品，包括從起降I次到最終報廢次數的輪胎樣品，在實驗室利用幾何尺寸測試設備對其幾何尺寸進行測量；測量范圍包括測試航空輪胎的花紋溝深度、測試接地區域花紋溝深度分布、測試外輪廓尺寸變化以及測試水平軸高度變化這幾項； 步驟二、測量不同起降次數航空輪胎力學性能與化學結構 將不同起降次數的航空輪胎橡膠材料制成啞鈴型和圓柱型的試件，對試件進行物理性能測試，包括扯斷強度、定伸強度、撕裂強度、硬度和壓縮永久變形；對不同起降次數的航空輪胎橡膠材料進行交聯密度的測試，并且進行X射線光電子能譜測試和紅外光譜測試，分析不同起降次數的航空輪胎橡膠材料的老化程度，官能團變化情況，交聯密度變化情況，從化學機理上分析航空輪胎橡膠材料的老化程度； 步驟三、建立不同航空輪胎幾何尺寸與材料性能及可安全使用次數的關系模型對不同起降次數的航空輪胎橡膠材料物理性能以及化學測試分析的結果進行總結分析，繪制物理性能參數包括扯斷強度、定伸強度、撕裂強度、硬度及壓縮永久變形隨起降次數的關系曲線；利用物理性能的變化和化學機理上的分析預測最大使用次數，以及各個使用次數下航空輪胎橡膠材料的性能情況，建立航空輪胎幾何尺寸花紋溝深度、接地區域花紋溝深度分布、外輪廓尺寸與輪胎當前性能和使用次數的關系模型；利用計算機編程編制一個程序，將幾何尺寸與使用次數與性能關系對應起來，實現輸入幾何尺寸便能反饋出航空輪胎當前物理性能、剩余使用次數及可靠性評價； 步驟四、航空輪胎幾何尺寸在線檢測及數據分析方法 在飛機著陸后，通過幾何尺寸測試設備在線檢測航空輪胎的幾何尺寸，將尺寸輸入編制的程序，直接反饋出航空輪胎當前物理性能、剩余使用次數及可靠性評價。
2.根據權利要求1所述的通過幾何尺寸在線檢測航空輪胎可靠性的方法，其特征在于，所述幾何尺寸測試設備為刻度尺或游標卡尺。
【文檔編號】G01D21/02GK104034370SQ201410304512
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】劉宇艷, 劉宇鵬, 王友善, 粟本龍, 周銳, 崔志博, 劉強 申請人:哈爾濱工業大學