作为高性能飞机执行器开发的一部分，赛峰着陆系统（SLS）必须确保其系统在调试期间的完整性。考虑到这一点，本文中讨论的测试专用于所谓的“执行器振动”测试（图1）。

图1 测试设置

利用立体图像相关监测设备对液压机械执行器进行了振动测试。在此测试过程中，根据相关标准规定，实时监测执行器对施加负载的响应。目的是在保证乘客安全的前提下，通过立体相关技术量化振动锅施加的位移，以确保结构的性能。为了测量结构的BIGGST挠度，并确保相应数值模型的有效性，在加压气缸上对两个轴（轴1和轴2）和两个共振模式（频率分别为f1和f2）进行振动测试。此类测试费用昂贵，验证标准建议的水平很高，当测试结构失效时，可能会对其造成损坏。

利用立体图像相关测量系统进行振动监测

如图1所示，我们在致动器前面放置了一对高速摄像机（1000 fps，2048×2048像素）（图1）。使用EikoTwin DIC,我们可以直接在虚拟的有限元模型上进行测量，并将仿真结果与实测结果在同一平台上进行对比。由于该结构的有限元仿真模型极其复杂和精细，我们需要以关注区域为中心，进行重新剪裁。BIGGST预期挠度位于主缸顶部（图2中为红色）。然后，将从与BIGGST挠度相对应的点提取所有位移测量值。因而，确定了一个缩小的研究区域（图3），并在研究期间对该区域进行了分析和比较。

图2 完整柱体的有限元网格

图3 双摄成像下的网格缩减

振动测试非常长（几十分钟），快速摄像机只能记录几秒钟，在振动开始、中间和结束时，对每个轴和每个清洁模式分别进行了三次记录。

值得注意的是，在测试过程中，固有模式的频率发生了滑动，并被证明与模拟预测的频率不同。这可能会对所获得的位移幅度产生影响，从而对实测与计算结果的比较产生影响，必须将此参数考虑在内。

测量结果

图像处理软件将测得的位移直接投影到SLS提供的有限元模型上，如图4所示。在对应于BIGGST固有模式偏转（见图2）的点处提取的正弦曲线被图像相关系统很好地捕获。测量表明，在执行器振动期间，由DIC获得的均匀的位移场与数值模型的预测一致。

图4 投影到EF网格上的测量位移场和在对应于箭头峰值的点处测量的位移

此外，通过在仿真模拟模型上直接显示测量值，可以检索所有图像的给定节点处的位移值。因此，可以在模拟预测的位置处检索箭头的峰值，并检查模拟预测的值和位置是否正确。

表1和表2分别针对轴1和轴2收集了在关注节点处测量和模拟的位移结果（见图2）。可以看出，在初次图像拍摄（即开始）时，获得的位移接近于通过模拟获得的位移。频率和振幅在测试期间显示出下降（“中间”拍摄图像），然后在振动周期结束时振幅增加，这在两个轴上都存在。

表1 振动频率f1下轴1位移的时间平均值，单位：mm

表2 振动频率f2下轴2位移的时间平均值，单位：mm

最后，在这项试验中，图像相关性不仅用于位移测量。事实上，这项测量使得在获取固有模式的过程中能够突出一个意外的行为成为可能。如图5所示，突出显示了数值模型未预测的致动器的一部分旋转。这种行为可能有几个原因，但当结构振动时，肉眼无法看到。高速摄像机拍摄的图像可以突出结构的这种旋转，从而提供关于千斤顶组装的重要定性信息，即使在测试之后，这些信息也可能被忽略。

图5：振动期间油缸的旋转图示

尽管结构在振动过程中经历了较大的位移幅度，DIC高速摄像机仍然能够捕捉结构本征模态的整个运动学。随后，使用EikoTwin DIC软件对这些图像进行处理，使得可以直接在零件的有限元网格上表达测量结果。因此，这些测试使SLS团队能够轻松观察到位移，同时也观察到致动器在加载过程中的整体行为。由于收集到的信息，他们的预测数值模型得到了改进。

结论

总之，所进行的测量表明，在固有模式期间获得的位移场是均匀的，并且与数值模拟的预测一致。

测试还强调了意外行为。与数值模型所预测的相反，DIC测量表明，在振动过程中，执行器似乎经历了其中心圆柱体的旋转。这种非常精细的旋转被高速摄像机捕捉到，但可能没有被注意到，因为它是肉眼看不到的。突出显示此行为为测试工程师提供了有关结构装配及其使用行为的重要信息。

能够在该区域收集测试数据。这些试验令人鼓舞，并在以前从未测量过的研究领域提供了定性和定量结果，使他们能够丰富和优化其数值模型，以便将来在液压机械千斤顶型结构的验证过程中使用。