HB 8665－2022 民用飞机声疲劳试验要求 Requirements for sonic fatigue test of civil airplane 2022－04－24发布 2022－10－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 ICS 49.020 V 36 HB 8665－2022 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1－2009《标准化工作导则 第1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国航空综合技术研究所归口。 本标准起草单位：中国飞机强度研究所、中国航空综合技术研究所。 本标准主要起草人：郭定文、黄文超、孙 巍、张 立、屈 超、王 琰、刘秦智。 HB 8665－2022 1 民用飞机声疲劳试验要求 1 范围 本标准规定了飞机结构声疲劳试验的试验目的、试验任务书、试验大纲、试验项目、试验程序等要求。 本标准适用于民用飞机声疲劳试验，其他飞机可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GJB 150.17A－2009 军用装备实验室环境试验方法 第17 部分：噪声试验 3 术语和定义 3.1 声疲劳 sonic fatigue 在声载荷作用下，结构中由脉动压力引起的快速交变应力导致的结构动态疲劳现象。 3.2 声载荷 acoustic load 作用在结构表面上的声学噪声、扰动或分离的附面层脉动压力，或振荡激波压力。 3.3 1/3 倍频程 one-third octave 具有基频比率为 2 1/3(即1 .26)的两个信号频率之间的间隔。 3.4 声压级 sound pressure level 声压与基准声压之比的常用对数乘以 20，用分贝( dB)表示。对空气，其基准声压是 20 μPa。 3.5 声载荷谱 acoustic load spectrum 对噪声测量中得到的各种状态的噪声数据， 按声耐久性分析或试验要求经过数据处理归纳获得的声 载荷对频率的关系图。 3.6 声疲劳试验载荷谱 sonic fatigue test load spectrum 按照等效损伤原则确定的对应确定试验时间的声载荷对频率的关系图。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 OASPL—— overall sound pressure level ，总声压级。 HB 8665－2022 2 5 一般要求 5.1 总则 民用飞机结构声疲劳试验分为研发试验和适航验证试验两类。对于适航验证试验，试验大纲应经适 航审定部门的批准。 5.2 试验目的 民用飞机声疲劳试验的目的是： a) 进行结构选型； b) 验证结构设计、声疲劳分析方法和制造工艺质量； c) 暴露结构声疲劳薄弱部位； d) 为确定结构声疲劳寿命提供试验依据。 5.3 试验任务书 试验任务书由试验委托方提出。试验任务书应包括(但不限于)以下内容： a) 试验名称； b) 试验目的； c) 试验项目； d) 试验件技术状态； e) 声场类型、试验载荷谱及试验持续时间； f) 测量要求及必要的说明； g) 损伤检查、修理及更换要求； h) 试验件失效判据； i) 试验报告要求等。 5.4 试验大纲 试验承担方应依据试验任务书要求编制试验大纲，并经委托方认可。对于适航验证性试验，试验大 纲还应依据适航要求编制，并经适航审定部门批准。 试验大纲内容应包括(但不限于)： a) 试验名称和地点； b) 任务来源和试验性质； c) 试验目的； d) 试验依据； e) 试验件； f) 试验件支持； g) 试验项目和顺序； h) 试验载荷及加载； i) 试验测量； j) 试验数据处理分析要求； k) 试验件检查； l) 试验设备； m) 试验程序； n) 试验风险分析与安全保证措施； HB 8665－2022 3o) 质量管理要求与措施； p) 试验结果评定准则(适用于验证性试验)； q) 试验重大问题的处理原则与预案。 5.5 试验件 5.5.1 试验件选取 用于声疲劳试验的试验件通常为部件或典型结构件，试验件应根据飞机划分的各个区域来选择，包 括(但不限于)以下情况： a) 受到大于 140 dB的预计声压级作用的部件或典型结构件； b) 预计可能会受到严重的声载荷，不能排除由声载荷导致声疲劳破坏的部件或典型结构件； c) 在比预计的环境噪声大 3 .5dB的声压级下，所预计的寿命低于要求寿命的部件或典型结构件； d) 声疲劳研发试验件的数量不少于 6 件，用于结构选型目的的声疲劳试验件数量不少于 6组。 5.5.2 试验件设计 为了获得良好的试验效果，建议在设计试验件时遵循以下原则： a) 典型结构试验件，宜包括对声疲劳敏感的所有结构细节，并带有能安装到试验装置上的代表飞 机子结构刚度特性的过渡段。加筋结构试验件至少包括两个以上框距或两个以上桁距； b) 部件级试验件，应带有能代表周围结构刚度特性的过渡段。 5.5.3 试验件交接 试验委托方应按配套交付技术文件的要求，提供经检验合格的声疲劳试验件。 试验件由试验委托方在试验现场向试验承担方移交并办理移交手续。 试验承担方在确认试验件完好 后，按配套目录验收。试验委托方在移交试验件时，应提供试验件质量合格证明文件。 5.6 声疲劳试验载荷谱 试验委托方在试验任务书中应给出声疲劳试验载荷谱。在制定声疲劳试验载荷谱时，应考虑对结构 声疲劳损伤有影响的各个使用状态，可根据飞行任务剖面、各状态声载荷及持续时间，采用“状态－区域包线法” ，依据等损伤原则制定声疲劳试验载荷谱。 5.7 试验设备 5.7.1 总则 用于声疲劳试验的试验设备均应为完好设备，并具有完好设备标识。所有测量仪器均应经检定校准 合格并在有效期内使用。用于适航验证试验时，试验设备和测量仪器的有效期应能覆盖试验周期。 5.7.2 行波管 行波管为行波试验装置的试验段。行波试验系统通常由气源系统、声源系统、声测控系统和行波试 验装置等组成。行波试验装置通常由喇叭段、行波管、过渡段和消声排气段等组成。 行波管用于模拟掠入射噪声激励，提供沿管道传播具有给定谱形的宽带随机噪声。适用于表面承受压力脉动(或处于气动紊流中)的结构的声疲劳试验。试验件通常安装在行波管的管壁，面向管道内的一面承受噪声激励。 5.7.3 高声强混响室 高声强混响室通常由混响试验间、气源系统、声源系统、声测控系统和消声排气系统等组成。 HB 8665－2022 4 高声强混响室用于模拟扩散场噪声，提供具有给定谱形的不规则入射的宽带随机噪声。适用于受扩 散场噪声激励的结构的声疲劳试验。试验件通常通过软连接在混响试验间中心安装。 5.7.4 试验加载与控制系统 试验承担方应根据试验任务书对声场类型、声疲劳试验载荷谱等要求选配试验加载与控制系统，使 其具有复现输入要求的足够能力。使用高声强混响室进行声疲劳试验时，混响室的容积应大于 10 倍的试验件体积。 用于声场测量与控制的高声强传声器，频率范围应能覆盖 20 Hz～11200 Hz，在此频率范围内的测 量精度应不低于±2 dB；动态量程和温度应满足试验测量要求。用于研发试验时，为了便于获得结构薄 弱部位，建议传声器最大量程比试验要求总声压级高 6 dB以上。 声疲劳试验载荷谱通常使用 1 /3倍频程谱，也可使用窄带或有限带宽的声压功率谱密度。声场控制 系统应至少具有 1 /3 倍频程谱控制功能，且至少能对三个测量通道进行闭环平均控制。 5.7.5 试验数据测量与采集系统 试验承担方应配置满足试验对振动响应测试要求的试验数据测量与采集系统， 用于对试验件的振动 应变、振动加速度(或振动位移、振动速度)等振动响应进行测量与记录。这些要求通常包括：测量参数、测量范围、采样时间、分析频率范围(或采样率) 和测量精度等。 声疲劳试验中，选用的应变计应为 A级，用于粘贴在试验件表面进行测量的加速度传感器，横向 灵敏度应小于 5 %。传感器产生的附加质量，一方面会影响试验件的局部模态，另一方面可能会影响带 薄蒙皮的蜂窝结构试验件的强度，因此传感器重量应尽可能小(单轴向加速度计重量建议不大于 2 g)。 试验数据采集系统应带有数据处理功能，并能满足对测量参数时域分析和频域分析的要求。 6 详细要求 6.1 试验流程