CN104019970A - 一种测试直升机尾桨疲劳性能的试验系统 - Google Patents
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Abstract
一种测试直升机尾桨疲劳性能的试验系统，由直升机尾桨试件、夹具、加载接头、试验台、动、静载液压作动器、连杆、液压控制柜、应变片、动态应变仪和主控计算机组成；直升机尾桨试件的一端装在夹具上；夹具装在试验台上；直升机尾桨试件的另一端与加载接头连接；加载接头两边的耳轴通过连杆与装在试验台上的静载液压作动器连接；装在试验台上的动载液压作动器与加载接头连接；液压控制柜与动、静液压作动器连接；在直升机尾桨试件和夹具的相应位置上粘贴应变片；动态应变仪与应变片连接；主控计算机与液压控制柜和动态应变仪连接。本发明结构简单、操作方便，用于直升机尾桨疲劳性能测试，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尾桨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，直升机尾桨在实际工作过程中受载复杂，直升机尾桨的高速旋转会产生很大的离心力，从而在桨叶根部产生较大的轴向拉力，同时，桨叶会产生垂直于桨毂旋转面的挥舞运动和沿旋转方向的前后摆振运动，因此，必须模拟直升机尾桨复杂载荷条件，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，又有因挥舞运动和摆振运动而产生交变横向载荷的直升机尾桨，尚缺乏有效的疲劳性能试验系统。为此，本发明将直升机尾桨根部试件、夹具、加载接头、试验台、液压作动器、连杆、液压控制柜、应变片、动态应变仪和主控计算机集成为测试直升机尾桨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尾桨疲劳性能的试验系统，以用于直升机尾桨结构的疲劳性能测试。
2、技术方案：本发明一种测试直升机尾桨疲劳性能的试验系统，由直升机尾桨试件、夹具、加载接头、试验台、动、静载液压作动器、连杆、液压控制柜、应变片、动态应变仪和主控计算机组成。它们之间的位置连接关系如下：直升机尾桨试件的一端安装在夹具上；夹具安装在试验台上；直升机尾桨试件的另一端与加载接头连接；加载接头两边的耳轴通过连杆与安装在试验台上的静载液压作动器连接；安装在试验台上的动载液压作动器与加载接头连接；液压控制柜与两台动、静载液压作动器连接；在直升机尾桨试件和夹具的相应位置上粘贴应变片；动态应变仪与应变片连接；主控计算机与液压控制柜和动态应变仪连接。
所述的直升机尾桨试件为直升机尾桨疲劳试件，该试件具体形状和尺寸根据实际的直升机尾桨进行设计，两端的夹持部位有孔，通过螺栓与夹具和加载接头连接。
所述的夹具是由圆柱及带槽的矩形件组合成一体，用以安装和夹持直升机尾桨试件，需根据直升机尾桨试件夹持端的形状和尺寸进行设计和制造。
所述的加载接头是由带槽的矩形件和耳轴组合成一体，用以连接直升机尾桨试件、静载液压作动器和动载液压作动器，能够将直升机尾桨试件牢固夹持并施加轴向载荷以及交变载荷，需根据直升机尾桨试件、静载液压作动器和动载液压作动器的形状和尺寸进行设计和制造。
所述的连杆为两端安装有球铰链的长杆，用于连接加载接头和静载液压作动器，需根据所施加载荷大小和试验设备的安装位置确定其尺寸。
所述的试验台为用于安装夹具、液压作动器等试验设备的底座及支撑件组合成一体，需根据所安装设备的形状、尺寸以及相对位置关系进行设计和制造，试验台必须保证动载作动器的加载方向沿试验要求的尾桨挥舞运动和摆振运动的合方向。
所述的动、静载液压作动器是由液压作动筒和附属的连接装置组成，本系统采用两台动、静载液压作动器分别用于对直升机尾桨试件施加静载和交变载荷，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动、静载液压作动器进行控制，可以与主控计算机连接，通过主控计算机进行控制操作，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，通常粘贴在直升机尾桨试件表面，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。
所述的主控计算机是常规的电子计算机，通过安装相应的程序，可以对动、静载液压作动器进行控制以及读取动态应变的数据。
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尾桨疲劳试验。该套系统有效解决了直升机尾桨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尾桨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是直升机尾桨试件示意图。
图2是夹具示意图。
图3是加载接头示意图。
图4是试验台示意图。
图5是连杆示意图。
图6是静载液压作动器示意图。
图7是动载液压作动器示意图。
图8是直升机尾桨疲劳性能的试验测试系统结构图。
图8中：1.试验台，2.夹具，3.应变片，4.直升机尾桨试件，5.加载接头，6.动载液压作动器，7.连杆，8.静载液压作动器。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1—图8说明本发明的具体实施方式。本发明一种测试直升机尾桨疲劳性能的试验系统，由试验台1、夹具2、应变片3、直升机尾桨试件4、加载接头5、动载液压作动器6、连杆7、静载液压作动器8、液压控制柜、动态应变仪和主控计算机组成。在图8中，直升机尾桨试件4的一端安装在夹具2上；夹具2安装在试验台1上；直升机尾桨试件4的另一端与加载接头5连接；安装在试验台1上的动载液压作动器6通过球铰链与加载接头5上的耳轴相连；静载液压作动器8通过两根带球铰链的连杆7与加载接头5连接，动载液压作动器6和静载液压作动器8均与液压控制柜连接；在直升机尾桨试件4和夹具2的相应位置上粘贴应变片3；动态应变仪与应变片3连接；液压控制柜和动态应变仪均与主控计算机连接。以上设备和装置集成对接后，便组成了直升机尾桨疲劳性能试验测试系统。
图1具体给出了一种测试直升机尾桨疲劳性能的试件，在直升机尾桨试件4两端的夹持部位设计了紧固孔，能起到夹持和定位作用。夹具2如图2所示，安装在试验台1上并与直升机尾桨试件4的一端连接，它起到夹持和固定直升机尾桨试件4的作用。加载接头5如图3所示，它与直升机尾桨试件4的另一端连接，其主要作用为传递并对直升机尾桨试件4施加载荷。加载接头4两边的耳轴与连杆相连7，连杆7与静载作动器相连8，以对直升机尾桨试件4施加轴向静载。动载作动器6与加载接头5连接，以对直升机尾桨试件4施加交变载荷，动载作动器6的轴线方向应该为尾桨挥舞运动和摆振运动的合方向。在直升机尾桨试件4和夹具2上的相应位置粘贴应变片3，动态应变仪与应变片3相连，以读取实时应变，根据应变与载荷的对应关系，可以通过应变计算出直升机尾桨试件4所受载荷的大小。夹具2、动载液压作动器6、和静载液压作动器8均安装在试验台1上，试验台1的作用是固定各试验装置。动态应变仪和液压控制柜均与主控计算机连接，通过主控计算机控制载荷大小和加载频率以及监控实时应变。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尾桨疲劳性能测试试验。图4、图5、图6和图7分别是试验台、连杆、静载液压作动器和动载液压作动器示意图。
Claims (1)
1.一种测试直升机尾桨疲劳性能的试验系统，其特征在于：它由直升机尾桨试件、夹具、加载接头、试验台、动、静载液压作动器、连杆、液压控制柜、应变片、动态应变仪和主控计算机组成；直升机尾桨试件的一端安装在夹具上；夹具安装在试验台上；直升机尾桨试件的另一端与加载接头连接；加载接头两边的耳轴通过连杆与安装在试验台上的静载液压作动器连接；安装在试验台上的动载液压作动器与加载接头连接；液压控制柜与两台动、静载液压作动器连接；在直升机尾桨试件和夹具的相应位置上粘贴应变片；动态应变仪与应变片连接；主控计算机与液压控制柜和动态应变仪连接；
所述的直升机尾桨试件为直升机尾桨疲劳试件，该试件具体形状和尺寸根据实际的直升机尾桨进行设计，两端的夹持部位有孔，通过螺栓与夹具和加载接头连接；
所述的夹具是由圆柱及带槽的矩形件组合成一体，用以安装和夹持直升机尾桨试件，需根据直升机尾桨试件夹持端的形状和尺寸进行设计和制造；
所述的加载接头是由带槽的矩形件和耳轴组合成一体，用以连接直升机尾桨试件、静载液压作动器和动载液压作动器，能够将直升机尾桨试件牢固夹持并施加轴向载荷以及交变载荷，需根据直升机尾桨试件、静载液压作动器和动载液压作动器的形状和尺寸进行设计和制造；
所述的连杆为两端安装有球铰链的长杆，用于连接加载接头和静载液压作动器，需根据所施加载荷大小和试验设备的安装位置确定其尺寸；
所述的试验台为用于安装夹具、液压作动器试验设备的底座及支撑件组合成一体，需根据所安装设备的形状、尺寸以及相对位置关系进行设计和制造，试验台必须保证动载作动器的加载方向沿试验要求的尾桨挥舞运动和摆振运动的合方向；
所述的动、静载液压作动器是由液压作动筒和附属的连接装置组成，本系统采用两台动、静载液压作动器分别用于对直升机尾桨试件施加静载和交变载荷，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动、静载液压作动器进行控制，与主控计算机连接，通过主控计算机进行控制操作，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，通常粘贴在直升机尾桨试件表面，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；
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