航空铝合金液压导管疲劳寿命研究

张俊峰

（大连长丰实业总公司，辽宁 大连 116033）

现代航空航天事业迅猛发展，飞行器在运行速度与承载重量方面都有了巨大提升，通过液压系统进行飞行器控制操作系统占领主要地位，液压系统的周期与寿命对于航天器的安全飞行是至关重要的。航空飞行器的日常工作就是以液压为主要核心，进行飞行活动；检修与保养也主要从液压系统的软件和硬件两个方面展开调查。通过对以往调查数据的整理可以发现：液压导管、导管材料、导管所处的气候环境以及运行过程中对液压导管产生的压力都对液压导管的疲劳寿命产生重要影响[1]。由于铝合金是一种全新的液压导管材料，是否比以往使用的材料更好，值得关注与探究。同时，其他影响因素是否影响航空铝合金液压导管疲劳寿命，也是需要进行研究。因此，从液压导管疲劳寿命常规试验入手，对试验过程中的设备及参数进行简单调整，从而确保试验方法适应于铝合金液压导管。

航空铝合金液压导管疲劳试验属于整体设备系统试验，设计多个方面，因此需要进行模块与步骤划分，将试验过程划分成若干步骤，各步骤之间相互关联，按顺序进行。通常分为三部分，分别为试验设备及材料准备、疲劳试验过程以及实验结果分析，对铝合金液压导管疲劳寿命进行分析，从而出具体寿命数值，为日后使用提供理论依据。

1 试验设备及材料准备

1.1 试验设备

铝合金液压导管疲劳试验的设备是在原有检测设备的基础之上，装配其他相关配件后将其调整为适用于铝合金液压导管试验的试验设备。试验设备主要有六部分构成，分别为基础试验设备、铝合金液压导管、管套、链接头、堵塞以及外套螺母，六部分进行组装与装配从而构成铝合金液压导管疲劳试验设备[2]。但是，在装配过程需要注意以下几个方面：首先，在实验设备装配过程中，需要注意确保试验设备的相关组件在水平方面处于一致高度，同时在接入铝合金液压导管后仍处在同一水平线上。其次，在试验设备液压导管连接处前后要加装低摩擦轴承，主要便于对液压导管进行旋转与位移，使得液压导管能够在最大范围进行移动，同时承受其应有的负荷。最后，试验设备的底座必须牢牢固定在某一位置上，在实验过程中不能发生移动，与此同时，安装液压导管实验器材的试验台必须是刚性的，具有一定的硬度与稳定性。

1.2 材料准备

本次试验过程主要是对铝合金液压导管寿命与不锈钢液压导管寿命进行对比试验研究。因此，要根据试验原则设计对比试验，选取相同规格、相同长度、相同数量的不锈钢液压导管和铝合金液压导管，在同一时间同一环境下进行试验。试验材料以及材料参数的选择如表1中所示。

表1 液压导管疲劳寿命试验材料列表

通过表1，将试验过程中所需要的试验材料进行了详细说明。相关数据的选择与确定符合对照实验要求，能够确保液压导管疲劳试验结果具有科学研究意义。

2 液压导管疲劳试验过程

当实验设备及材料准备完毕之后，就进入到疲劳试验步骤。但是在开始疲劳试验之间，要对试验材料进行认真处理，例如清洗污渍，运输过程及保存过程中液压导管难免会出现污渍，污渍清洗能够避免其他污染源对试验结果产生影响[3]。然后，就可以将试验材料安装在试验设备上，进行液压导管连接，不锈钢液压导管与铝合金液压导管的安装力度，需要参考材质的不同采用不同力度。

压力测试主要是在试验材料部门的横向和竖向安装压力测试贴片，贴片连接引线后与电线固定在一起。在固定过程中要确保引线不被弄断，引线长度必须一致，只有这样数据检测设备上才能够清晰显示数值，并且保证数值的准确性。压力检测与疲劳寿命检测共同进行，与疲劳寿命综合分析，能够更加准确的对铝合金液压导管疲劳寿命进行评价。

完成上述工作后，就可以通过相关模型公式进行疲劳试验数据的计算：

公式（1）中，a为不同材质的试验材料参数，i为试验的次数，通过上述公式的计算结果进行对比，就可以估算出不同材质导管疲劳寿命，并进行寿命长短的对比。在试验过程中，需要按照上述公式进行计算之后，对计算结果进行挑选与剔除，剔除不合理数据，从而对试验结果进行估算[4]。根据对照实验原则，结果数值的偏差程度在合理的范围内是可以保留并用于分析的，其余需要剔除，如果遇到数据不足情况，就需要增加试验次数，从而确报试验数据的准确性。

3 液压导管疲劳试验结果

通过数据的整理与分析，将试验结果以表格形式进行呈现，有利于清晰明确的得出试验结果，也有利于进行对比，从而发现何种材质液压导管疲劳寿命长。

表2 不同材质液压导管试验结果对比

表1为五次实验的数据结果整理对比表。整个试验过程共进行了三次，三次结果平均值为最后试验结果数据。由表中数据可以发现，铝合金液压导管疲劳寿命更长，其结果优于不锈钢液压导管。其疲劳寿命可以达到108次，寿命周期是非常长的，在日常保养与维修过程可以参照这一数值进行一系列检修保养工作。

通过对液压导管疲劳寿命试验结果可以发现，铝合金液压导管可以承受多次使用而不发生疲劳损坏，可以说铝合金材质用于液压导管的生产是非常符合产品与性能要求的[5]。不但能够承载更大液压管道压力，同时其疲劳性能表现的非常出色[6]。当然，试验数据与实际数据必然存在一定偏差，这主要是由于试验过程中无法完全模拟航空飞行器运行情况，这是客观的无法避免的影响因素。除此之外，液压导管的本身的平直度也是影响因素之一，各个零件之间只能确保外观在水平线上，其内部重心很难确保在平直线上。因此，试验数据需要与实际数据结合起来共同进行疲劳寿命分析，才能不断完善目前的数据情况。

4 结束语

航空事业高速发展，对铝合金液压导管疲劳寿命进行试验研究是非常重要的，是推动航空事业向前发展的关键一步。通过对液压导管试验设备及材料准备的阐述基础之上，对不锈钢液压导管与铝合金液压导管的疲劳寿命进行对比试验，发现铝合金液压导管疲劳寿命更长，更符合航空飞行器运行要求。因此，在日后航空事业发展过程中，要不断对铝合金液压导管进行探索与研究，从而推动航空事业更加蓬勃发展。