CN103776706A - 一种复合材料舵面载荷加载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种复合材料舵面载荷加载装置，在复合材料舵面两侧安装两片加载夹具(1、2)，两个夹具内形面与空气舵外形面一致，在其中一个夹具一侧上固定一个转接块(3)，转接块(3)的位置位于舵面压心位置，钢绳(4)一端固定于转接块(3)，另一端系于拉力供给装置(6)。本发明在空气舵强刚度承受范围内，可实现对大弯矩、大扭矩载荷的联合加载；可实现对复合材料舵面的扭矩与弯矩的联合加载。
Description
技术领域
本发明涉及高超声速飞行器技术领域，具体涉及一种复合材料舵面扭矩与弯矩载荷的联合加载方法。
背景技术
高超声速飞行器空气舵在实际飞行过程中除了承受弯矩，还有扭矩载荷，在实际飞行载荷条件下，评估空气舵组件解锁机构抗弯矩、抗扭矩能力，及带载条件下的解锁能力，是决定空气舵能否稳定工作的关键问题。
空气舵承受的弯矩，通常是在舵面加载一个法向力，并使法向力的合力作用点通过舵面压心；对于扭矩的加载，通常是在舵面加载一法向力，通过改变舵面法向力分布，使得加载的法向力合力作用点位于舵面压心，以此产生一定的扭矩。通常情况下，扭矩加载的同时，也对舵面施加了一定的弯矩。
舵面弯矩与扭矩的加载方式，通常有以下两种：单点加载、面加载。单点加载是将钢绳等连接装置固定于舵面某一点，钢绳另一端连接动力装置进行拉伸，使舵面承受单点作用力，产生弯矩与扭矩。面加载通常是将帆布粘贴于舵面上，通过绳索拉动帆布，使舵面承受面载荷，产生一定的弯矩与扭矩。
现有技术存在的缺点为：
单点加载方式虽然结构简单，但此种加载方式与舵面实际承载方式有差异(实际舵面承受的是面载荷而不是单点载荷)，且单点加载容易使加载点局部产生较大应力及变形，造成舵面结构破坏。
采用帆布的面加载方式虽然与结构实际受力形式接近，但粘贴帆布所用胶的粘结强度对舵面加载载荷大小有所限制，当舵面加载的载荷较大超过了胶粘结力的上限时，在加载过程中帆布易出现脱粘现象，导致试验不能正常进行。
另外，单点加载及帆布加载方式，加载对象只限于金属等强刚度较大的材料，对于舵面为玻璃钢等强度较弱的材料则不能应用这两种加载方式。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种复合材料舵面扭矩与弯矩联合加载装置。本发明在空气舵强刚度承受范围内，可实现对大弯矩、大扭矩载荷的联合加载；可实现对复合材料舵面的扭矩与弯矩的联合加载。
本发明一种复合材料舵面扭矩与弯矩联合加载方法。
本发明一种复合材料舵面载荷加载装置，在复合材料舵面两侧安装两片加载夹具，两个夹具内形面与空气舵外形面一致，在其中一个夹具一侧上固定一个转接块，转接块的位置位于舵面压心位置，钢绳一端固定于转接块，另一端系于拉力供给装置。
另外还包括滑轮支架，所述钢绳经过滑轮支架上的滑轮，系于拉力供给装置。
本发明的有益效果：
1、本发明采用面载荷加载方式，设计一套空气舵面载荷加载夹具，使夹具内表面与空气舵外表面紧密贴合，在夹具外表面一侧设计法向力加载转接块，转接块位置与舵面压心重合，以实现弯矩与扭矩的联合加载。将绳索固定于转接块后，绳索另一端通过滑轮与拉力供给装置连接，通过拉力供给装置拉动绳索，实现对舵面的弯矩与扭矩的联合加载。由于夹具由外侧固定于舵面，绳索作用力位于夹具上，从而避免了对空气舵的集中加载，实现了对空气舵舵面的均匀加载，同时也解决了强度较弱的复合材料表面加载的问题。
2、本发明中对舵面施加载荷值的大小，取决于拉力供给装置提供的拉力，通过增加或减少拉力供给装置的拉力，在空气舵及舵轴材料强度允许范围内，可实现任意载荷数据的加载。
附图说明
图1：本发明试验加载系统示意图
图2：本发明第一、二夹具示意图
图2a：图2正视图
图2b：图2的左视图
图3a：本发明中转接块的左视图
图3b：本发明中转接块的正视图
图4a：本发明中滑轮支架的俯视图
图4b：本发明中滑轮支架的正视图
图4c：本发明中滑轮支架的左视图
图例标号说明：
1为第一夹具，2为第二夹具，3为转接块，4为钢绳，5为滑轮支架，6为拉力供给装置
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明通过设计一套舵面加载夹具，实现舵面弯矩与扭矩的联合加载，如图1～图4所示。
在空气舵两侧安装两片加载夹具，两个夹具内形面与空气舵外形面一致，实现夹具与空 气舵的紧密贴合，保证加载均匀，避免空气舵的晃动。两个夹具相互固定。
任一夹具一侧固定于转接块上，转接块的位置位于舵面压心位置，可以准确的模拟舵面承受的弯矩与扭矩。
钢绳一端固定于转接块，另一端经过滑轮，系于拉力供给装置。滑轮安装于一固定支架上，支架结构如图4所示。支架底端固定于试验台上。
各种举例说明不对发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式作修改或变形，不背离发明的实质和范围。
Claims (2)
1.一种复合材料舵面载荷加载装置，其特征在于在复合材料舵面两侧安装两片加载夹具(1、2)，两个夹具内形面与空气舵外形面一致，在其中一个夹具一侧上固定一个转接块(3)，转接块(3)的位置位于舵面压心位置，钢绳(4)一端固定于转接块(3)，另一端系于拉力供给装置(6)。
2.如权利要求所述的一种复合材料舵面载荷加载装置，其特征在于还包括滑轮支架(5)，所述钢绳(4)经过滑轮支架(5)上的滑轮，系于拉力供给装置(6)。
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