CN104019967B - 一种测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统 - Google Patents
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Abstract
一种测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统，它由直升机主桨大梁根部试件、工艺接头、加载接头、试验台、激振器、电机、电控柜、液压系统、液压控制柜、应变片、动态应变仪和光线示波器组成；直升机主桨大梁试件的一端安装在工艺接头上；工艺接头安装在试验台上；直升机主桨大梁试件的另一端装在加载接头上；激振器与加载接头相连并装在试验台上；电机与激振器、电控柜连接；液压系统与加载接头、液压控制柜连接；在直升机主桨大梁试件的相应位置上粘贴应变片；动态应变仪与应变片连接；光线示波器与动态应变仪连接。本发明结构简单、操作方便，用于直升机主桨大梁疲劳性能试验测试，测试结果对于结构疲劳寿命评定具有重要的工程应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统，属于试验测试技术领域。
背景技术
工程结构在使用过程中，都承受着交变载荷，会发生疲劳破坏，为保障其安全性，需要测试其疲劳性能，经多年技术发展，业已形成完善的疲劳性能测试标准；但是，直升机主桨在实际工作过程中受载复杂，直升机主桨的高速旋转会产生很大的离心力，从而在桨叶根部产生很大的轴向拉力，同时直升机的气动载荷会在桨叶根部产生交变弯矩，因此，必须模拟直升机主桨大梁的复杂载荷条件，测试其疲劳性能，用于评估疲劳寿命；然而，常规的疲劳试验机只能进行轴向拉伸/压缩或旋转弯曲疲劳试验，对于既有由离心力产生的轴向拉力，又有因挥舞和摆振运动而产生交变弯矩的直升机主桨大梁，尚缺乏有效的疲劳性能试验系统。为此，本发明将直升机主桨大梁根部试件、工艺接头、加载接头、试验台、激振器、电机、电控柜、液压系统、液压控制柜、应变片、动态应变仪和光线示波器集成为测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统，测试结果对于结构疲劳寿命评定具有重要的工程应用价值。
发明内容
1、目的：本发明的目的在于提供一种测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统，以用于直升机主桨大梁结构的疲劳性能测试。
2、技术方案：本发明一种测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统，由直升机主桨大梁根部试件、工艺接头、加载接头、试验台、激振器、电机、电控柜、液压系统、液压控制柜、应变片、动态应变仪和光线示波器组成。它们之间的位置连接关系如下：直升机主桨大梁根部试件的一端安装在工艺接头上；工艺接头安装在试验台上；直升机主桨大梁根部试件的另一端安装在加载接头上；激振器与加载接头相连并安装在试验台上；电机与激振器连接；电控柜与电机连接；液压系统与加载接头连接；液压控制柜与液压系统连接；在直升机主桨大梁根部试件的相应位置上粘贴应变片；动态应变仪与应变片连接；光线示波器与动态应变仪连接。
所述的直升机主桨大梁根部试件为直升机主桨大梁根部疲劳试件，该试件具体形状和尺寸根据实际的直升机主桨大梁进行设计，两端各有5个通孔，以通过螺栓与接头连接。
所述的工艺接头为轴状件，两端有连接用耳片，用于模拟直升机主桨大梁根部的实际连接状态并安装夹持直升机主桨大梁根部试件，需根据该试件夹持端的形状和尺寸进行设计和和制造。
所述的加载接头由耳片和销钉组成，用以连接直升机主桨大梁根部试件、激振器和液压系统，能够将直升机主桨大梁根部试件牢固夹持并施加轴向载荷以及交变载荷，需根据该试件、激振器和液压系统的形状和尺寸进行设计和制造。
所述的试验台为用于安装工艺接头、激振器、电机、液压系统等试验设备的底座，需根据所安装设备的形状和尺寸进行设计和制造。
所述的激振器为产生预定形式和大小振动量的装置，用于对直升机主桨大梁根部试件施加交变载荷，可以是常规的激振器或自制激振器。
所述的电机是为激振器提供动力的常规电动机。
所述的电控柜为对激振器的电机进行控制的控制柜，用于对激振器所产生的交变载荷进行控制，可以是常规的Z8-5030型电控柜或自制电控柜。
所述的液压系统由液压作动筒和附属的连接装置组成，用于对试件施加轴向拉力，其中，液压作动筒可以是常规的，附属的连接装置需要根据加载接头和液压作动筒的具体形状和尺寸进行设计和制造。
所示的液压控制柜用于对液压系统进行控制，从而控制所施加的轴向拉力，可以是常规的液压控制柜。
所述的应变片是一种用于测量应变的片状元件，能将构件上应变的变化转换为电阻变化，通常粘贴在试件表面，可以是常规的电阻应变片。
所述的动态应变仪是一种与应变片连接用于测量试样应变的仪器，能够实时测量试样的动态应变，可以是常规的动态电阻应变仪或自动动态电阻应变仪。
所述的光线示波器为一种利用振动子偏转反射的光束确定其波形的记录仪器，与动态应变仪连接，将应变值转换为光点位移量，用于对试验载荷进行监控。
所有装置根据试验要求连接和调试完毕后，便可根据具体试验要求完成直升机主桨大梁疲劳试验。该套系统有效解决了直升机主桨大梁疲劳性能的试验测试问题。
3、优点及功效：本发明的有益效果是可以完成直升机主桨大梁疲劳性能的试验测试，而且该系统具有操作方便和测量精度高的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是直升机主桨大梁根部试件示意图。
图2是工艺接头示意图。
图3是加载接头示意图。
图4是试验台示意图。
图5是激振器示意图。
图6是液压系统示意图。
图7是直升机主桨大梁疲劳性能的试验测试系统结构图。
图7中：1.工艺接头，2.应变片，3.直升机主桨大梁根部试件，4.加载接头，5.液压系统，6.试验台，7激振器，8.电机。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图7说明本发明的具体实施方式。本发明一种测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统，由工艺接头1、应变片2、直升机主桨大梁根部试件3、加载接头4、液压系统5、试验台6、激振器7、电机8、电控柜、动态应变仪、光线示波器和液压控制柜组成。在图7中，直升机主桨大梁根部试件3的一端安装在工艺接头1上；工艺接头1安装在试验台6上；直升机主桨大梁根部试件3的另一端安装在加载接头4上；激振器7与加载接头4相连并安装在试验台6上；电机8与激振器7连接；电控柜与电机8连接；液压系统5与加载接头4连接；液压控制柜与液压系统5连接；在直升机主桨大梁根部试件3的相应位置上粘贴应变片2；动态应变仪与应变片2连接；光线示波器与动态应变仪连接。以上设备和装置集成对接后，便组成了直升机主桨大梁疲劳性能试验测试系统。
图1具体给出了一种测试直升机主桨根部大梁疲劳性能的试件，在直升机主桨大梁根部试件3两端的夹持部位设计了紧固孔，能起到夹持和定位作用。工艺接头1如图2所示，安装在试验台6上并与直升机主桨大梁根部试件3的一端连接，它模拟了直升机主桨大梁根部试件3在直升机主桨根部的实际安装和约束，起到夹持和固定直升机主桨大梁根部试件3的作用。加载接头4如图3所示，它与直升机主桨大梁根部试件3的另一端连接，其主要作用为传递并对该试件施加载荷。加载接头4的下面与激振器7连接，以对直升机主桨大梁根部试件3施加竖直方向的交变载荷，电机8与激振器7连接，向激振器7提供动力，电控柜与电机8连接，以对激振器7所产生的交变载荷进行控制。液压系统5与加载接头4连接，以对直升机主桨大梁根部试件3施加恒定轴向拉力，液压控制柜与液压系统连接，根据液压作动筒内的油压与拉力的关系，通过控制油压大小使液压系统产生试验要求的拉力。在直升机主桨大梁根部试件3上的相应位置粘贴应变片2，动态应变仪与应变片2相连，以读取实时应变。光线示波器与动态应变仪相连，可以将应变值转换为光点位移量，再根据应变变化量与交变载荷的对应关系，可以对所施加的交变载荷进行监控。工艺接头1、液压系统5、激振器7和电机8均安装在试验台6上，试验台6的作用是固定各试验装置。所有装置根据试验要求连接和调试完毕后，便可根据具体试验要求完成直升机主桨大梁疲劳性能测试试验。图4、图5、图6分别是试验台、激振器和液压系统示意图。
Claims (1)
1.一种测试直升机主桨大梁疲劳性能的试验系统，其特征在于：它由直升机主桨大梁根部试件、工艺接头、加载接头、试验台、激振器、电机、电控柜、液压系统、液压控制柜、应变片、动态应变仪和光线示波器组成；直升机主桨大梁根部试件的一端安装在工艺接头上；工艺接头安装在试验台上；直升机主桨大梁根部试件的另一端安装在加载接头上；激振器与加载接头相连并安装在试验台上；电机与激振器连接；电控柜与电机连接；液压系统与加载接头连接；液压控制柜与液压系统连接；在直升机主桨大梁根部试件的相应位置上粘贴应变片；动态应变仪与应变片连接；光线示波器与动态应变仪连接；
所述的直升机主桨大梁根部试件为直升机主桨大梁根部疲劳试件，该试件具体形状和尺寸根据实际的直升机主桨大梁进行设计，两端各有5个通孔，以通过螺栓与接头连接；
所述的工艺接头为轴状件，两端有连接用耳片，用于模拟直升机主桨大梁根部的实际连接状态并安装夹持直升机主桨大梁根部试件，需根据该试件夹持端的形状和尺寸进行设计和和制造；
所述的加载接头由耳片和销钉组成，用以连接直升机主桨大梁根部试件、激振器和液压系统，能够将直升机主桨大梁根部试件牢固夹持并施加轴向载荷以及交变载荷，需根据该试件、激振器和液压系统的形状和尺寸进行设计和制造；
所述的试验台为用于安装工艺接头、激振器、电机、液压系统试验设备的底座，需根据所安装设备的形状和尺寸进行设计和制造；
所述的激振器为产生预定形式和大小振动量的装置，用于对直升机主桨大梁根部试件施加交变载荷，是常规的激振器或自制激振器；
所述的电机是为激振器提供动力的常规电动机；
所述的电控柜为对激振器的电机进行控制的控制柜，用于对激振器所产生的交变载荷进行控制，是常规的电控柜或自制电控柜；
所述的液压系统由液压作动筒和附属的连接装置组成，用于对试件施加轴向拉力，其中，液压作动筒是常规的，附属的连接装置需要根据加载接头和液压作动筒的具体形状和尺寸进行设计和制造；
所示的液压控制柜用于对液压系统进行控制，从而控制所施加的轴向拉力，是常规的液压控制柜；
所述的应变片是一种用于测量应变的片状元件，能将构件上应变的变化转换为电阻变化，通常粘贴在试件表面，是常规的电阻应变片；
所述的动态应变仪是一种与应变片连接用于测量试样应变的仪器，能够实时测量试样的动态应变，是常规的动态电阻应变仪或自动动态电阻应变仪；
所述的光线示波器为一种利用振动子偏转反射的光束确定其波形的记录仪器，与动态应变仪连接，将应变值转换为光点位移量，用于对试验载荷进行监控。
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