CN105352720A - 一种可变角度曲板直边约束装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变角度曲板直边约束装置，属于飞机强度试验领域。所述装置包括顶轮以及用于调节顶轮的三角形可调机构，顶轮的一端设置有滚轮(101)，通过滚轮(101)接触所述曲板试验件；三角形可调机构，其第一顶点连接顶轮(1)的另一端，第二顶点连接所述立柱，第三顶点为铰支点，所述第一顶点与所述第二顶点之间铰接有斜边连杆(6)，且斜边连杆(6)的长度能够调节，所述第一顶点与所述第三顶点之间设置有能够调节长度的直边连杆(8)，通过调节三角形可调机构的连杆长度，从而使顶轮的约束的方向为曲板试验件直边法线，能够准确模拟飞机曲板直边的约束条件，并能满足不同曲率曲板的载荷要求，且安装简单，通用性强。

Description

一种可变角度曲板直边约束装置

技术领域

本发明属于飞机强度试验领域，具体涉及一种可变角度曲板直边约束装置。

背景技术

飞机结构强度试验，特别是机身曲板疲劳试验时，当轴向受拉/压载荷时，环向直边上要进行约束，通过对曲板法线方向进行直边约束，而其轴向方向不进行约束。

目前阶段，实现曲板直边进行约束的装置通常为顶轮装置，如图1所示，首先将立柱连杆通过螺栓固定到立柱上，然后通过螺套将顶轮连杆与立柱连杆相接，最后顶轮与顶轮连杆通过螺纹孔连接，从而起到约束曲板直边的作用。该顶轮装置有两个缺点，第一，由于立柱是固定的，而该顶轮装置只能沿立柱侧向90度方向延伸，所以顶轮的约束角并不是实际中的曲板试验件法线方向；第二，由于顶轮方向不是沿曲板试验件法线方向，而滚轮宽度方向上不能全部压到直边上，所以要把顶轮的滚轮调转90度，这样滚轮在试验件在轴向进行拉/压时，滚轮上会有摩擦力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种可变角度曲板直边约束装置,用于模拟飞机曲板直边的约束条件，并能满足不同曲率曲板的载荷要求，且安装简单，通用性强。

本发明可变角度曲板直边约束装置，设置在曲板试验件与立柱之间，用于对曲板试验件的直边法线方向进行约束，所述装置包括：

顶轮，其一端设置有滚轮，通过滚轮接触所述曲板试验件，并能够沿所述曲板试验件的轴向滚动；

三角形可调机构，其第一顶点连接顶轮的另一端，第二顶点连接所述立柱，第三顶点为铰支点，其中，所述第一顶点与所述第二顶点之间铰接有斜边连杆，且斜边连杆的长度能够调节，所述第一顶点与所述第三顶点之间设置有能够调节长度的直边连杆。

优选的是，所述第一顶点与所述第二顶点之间的斜边连杆为带螺纹的两段，其中一段设置在所述第一顶点上，另一段设置在所述第二顶点上，所述两段斜边连杆的相向端设置有斜边套筒，斜边套筒带内螺纹，螺接在所述两段斜边连杆的相向端。

在上述方案中优选的是，所述两段斜边连杆的螺纹旋向相反且斜边套筒的两端的内螺纹旋向相同，或者，所述两段斜边连杆的螺纹旋向相同且斜边套筒的两端的内螺纹旋向相反。

在上述方案中优选的是，所述第一顶点与所述第三顶点之间的直边连杆为带螺纹的两段，其中一段设置在所述第一顶点上，另一段铰接在所述第三顶点上，所述两段直边连杆的相向端设置有直边套筒，直边套筒带内螺纹，螺接在所述两段直边连杆的相向端。

在上述方案中优选的是，所述两段直边连杆的螺纹旋向相反且直边套筒的两端的内螺纹旋向相同，或者，所述两段直边连杆的螺纹旋向相同且直边套筒的两端的内螺纹旋向相反。

在上述方案中优选的是，所述顶轮还包括基座，基座的一端设置有凹槽，并在所述凹槽壁上开销孔，与滚轮通过销轴连接，基座的另一端开带螺纹的盲孔，螺接顶轮连杆的一端，所述顶轮连杆的另一端连接所述三角形可调机构的第一顶点。

在上述方案中优选的是，所述顶轮连杆的螺纹为细牙螺纹。

在上述方案中优选的是，与所述三角形可调机构的第二顶点与第三顶点通过连杆连接，连杆一端固定在第二顶点处，另一端设置有双耳接头，与第一顶点连接的直边连杆的另一端设置有直边耳片，直边耳片与双耳接头通过销轴铰接。

本发明的有益效果是：

1)该可变角度曲板直边约束装置，顶轮连杆为细牙螺纹连杆，可以精确控制顶轮对曲板直边约束的载荷大小；

2)该可变角度曲板直边约束装置，顶轮上的滚轮可以随着曲板轴向拉/压进行滚动，减少了顶轮对直边的摩擦力；

3)该可变角度曲板直边约束装置，斜边由两个斜边连杆、斜边套筒组成，直边由直边连杆、直边套筒、直边单耳组成，第三边由连接连杆组成，斜边和直边的均可以进行调节，从而顶轮约束的方向为曲板试验件直边法线；

4)该可变角度曲板直边约束装置，其构件均为通用构件，安装方便，结构形式简单；

5)该可变角度曲板直边约束装置，由于能够正确模拟曲板试验件真实直边约束情况，故能够保证试验结构更加接近真实情况。

附图说明

图1为现有直杆式曲板直边约束装置结构示意图。

图2为本发明可变角度曲板直边约束装置的一优选实施例的安装示意图。

图3为图2所示实施例的顶轮及顶轮连杆结构示意图。

图4为图2所示实施例的三角形可调机构示意图。

图5为图2所示实施例的第一转换接头结构图。

图6为图2所示实施例的第二转换接头结构图。

其中，1为顶轮，2为顶轮连杆，3为第一转换接头，4为螺栓，5为斜边耳片，6为斜边连杆，7为斜边套筒，8为直边连杆，9为直边套筒，10为直边耳片，11为双耳接头，12为连杆，13为固定连杆，14为第二转换接头,15为曲板试验件，16为立柱，101为滚轮，102为底座。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明的目的在于提供一种安装简单，试验载荷约束准确，可变角度的曲板直边约束装置。下面结合附图对本发明实施方式进行详细说明。

本发明可变角度曲板直边约束装置，设置在曲板试验件15与立柱16之间，用于对曲板试验件15的直边法线方向进行约束，如图2所示，所述装置包括：

顶轮1，其一端设置有滚轮101，通过滚轮101接触所述曲板试验件，并能够沿所述曲板试验件的轴向滚动；

三角形可调机构，其第一顶点连接顶轮1的另一端，第二顶点连接所述立柱，第三顶点为铰支点，其中，所述第一顶点与所述第二顶点之间铰接有斜边连杆6，且斜边连杆6的长度能够调节，所述第一顶点与所述第三顶点之间设置有能够调节长度的直边连杆8。

本实施例中，如图4所示，所述第一顶点与所述第二顶点之间的斜边连杆6为带螺纹的两段，其中一段设置在所述第一顶点上，另一段设置在所述第二顶点上，所述两段斜边连杆6的相向端设置有斜边套筒7，斜边套筒7带内螺纹，螺接在所述两段斜边连杆6的相向端。

可以理解的是，为了达到能使用斜边套筒7进行连杆长度调节，本实施例中，所述两段斜边连杆6的螺纹旋向相反且斜边套筒7的两端的内螺纹旋向相同，或者，所述两段斜边连杆6的螺纹旋向相同且斜边套筒7的两端的内螺纹旋向相反。

与上述原理相同，所述第一顶点与所述第三顶点之间的直边连杆8为带螺纹的两段，其中一段设置在所述第一顶点上，另一段铰接在所述第三顶点上，所述两段直边连杆8的相向端设置有直边套筒9，直边套筒9带内螺纹，螺接在所述两段直边连杆8的相向端。

同样，为了达到能使用直边套筒9进行连杆长度调节，本实施例中，所述两段直边连杆8的螺纹旋向相反且直边套筒9的两端的内螺纹旋向相同，或者，所述两段直边连杆8的螺纹旋向相同且直边套筒9的两端的内螺纹旋向相反。

需要说明的是，连接顶轮连杆2的第一转换接头3，通过螺栓4与斜边耳片5连接，斜边耳片5上有螺纹孔，斜边连杆6通过螺纹与斜边耳片5连接，另一侧通过螺纹与斜边套筒7相连，斜边套筒7另一侧与另外的斜边连杆6相连，随后斜边连杆6与另外的斜边耳片4(第二转换接头14处的耳片)连接，斜边耳片4通过螺栓4与第二转换接头14相连。可以通过改变斜边套筒7与两个斜边连杆6的装配尺寸来改变斜边的长度，而两个通过螺栓4连接的斜边耳片5可以在斜边长度变化的过程中，进行轴向转动。

同样，连接顶轮连杆2的第一转换接头3，一侧与斜边耳片5相连，另一侧通过螺纹孔与直边连杆8连接，直边连杆8与直边套筒9连接，直边套筒9的另一侧与直边耳片10连接；可以通过改变直边套筒9与之对应的装配尺寸来改变直边的长度，直边不能进行转动。

直边耳片10通过螺栓4与双耳接头11相连，双耳接头11通过螺纹孔与连杆12连接，连杆12通过螺纹与第二转换接头14相连；这一边尺寸(长度)不能进行调节。

通过上述构成的三角形结构，其中斜边由两个斜边连杆6、斜边套筒7组成，直边由直边连杆8、直边套筒9、直边单耳10组成，第三边由连杆12组成，其三角形的三个顶点是通过三个螺栓4与第一转换接头4、第二转换接头14及双耳接头11连接的。在这个组成的三角形中，斜边和直边的均可以进行调节，从而保证曲板试验件15直边法线的方向。

本发明如图2所示，第二转换接头14与固定连杆13通过螺纹孔连接，固定连杆13通过螺栓连接到立柱16上。立柱16连接的固定连杆13在6个自由度上均不变化。

本实施例中，第一顶点，如图2所示为第一转换接头3，第二顶点为第二转换接头14。第一转换接头3的结构如图5所示，数量1件，选用45钢，机加件，连接一侧三角形直边和斜边结构。第二转换接头14的结构如图6所示，数量1件，选用45钢，机加件，连接一侧三角形直边和斜边结构。

本实施例中，所述顶轮1还包括基座102，如图3所示，基座102的一端设置有凹槽，并在所述凹槽壁上开销孔，与滚轮101通过销轴连接，基座102的另一端开带螺纹的盲孔，螺接顶轮连杆2的一端，所述顶轮连杆2的另一端连接所述三角形可调机构的第一顶点。旋转顶轮连杆2用于控制顶轮对曲板直边约束的载荷大小。

可以理解的是，所述顶轮连杆2的螺纹为细牙螺纹，能使得控制顶轮对曲板直边约束的载荷大小变化更为精确。

通过本发明，使得顶轮上的滚轮可以随着曲板轴向拉/压进行滚动，减少了顶轮对直边的摩擦力；同时，其构件均为通用构件，安装方便，结构形式简单；并且，由于能够正确模拟曲板试验件真实直边约束情况，故能够保证试验结构更加接近真实情况。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种可变角度曲板直边约束装置，设置在曲板试验件与立柱之间，用于对曲板试验件的直边法线方向进行约束，其特征在于，所述装置包括：

顶轮(1)，其一端设置有滚轮(101)，通过滚轮(101)接触所述曲板试验件，并能够沿所述曲板试验件的轴向滚动；

三角形可调机构，其第一顶点连接顶轮(1)的另一端，第二顶点连接所述立柱，第三顶点为铰支点，其中，所述第一顶点与所述第二顶点之间铰接有斜边连杆(6)，且斜边连杆(6)的长度能够调节，所述第一顶点与所述第三顶点之间设置有能够调节长度的直边连杆(8)。

2.如权利要求1所述的可变角度曲板直边约束装置，其特征在于：所述第一顶点与所述第二顶点之间的斜边连杆(6)为带螺纹的两段，其中一段设置在所述第一顶点上，另一段设置在所述第二顶点上，所述两段斜边连杆(6)的相向端设置有斜边套筒(7)，斜边套筒(7)带内螺纹，螺接在所述两段斜边连杆(6)的相向端。

3.如权利要求2所述的可变角度曲板直边约束装置，其特征在于：所述两段斜边连杆(6)的螺纹旋向相反且斜边套筒(7)的两端的内螺纹旋向相同，或者，所述两段斜边连杆(6)的螺纹旋向相同且斜边套筒(7)的两端的内螺纹旋向相反。

4.如权利要求1所述的可变角度曲板直边约束装置，其特征在于：所述第一顶点与所述第三顶点之间的直边连杆(8)为带螺纹的两段，其中一段设置在所述第一顶点上，另一段铰接在所述第三顶点上，所述两段直边连杆(8)的相向端设置有直边套筒(9)，直边套筒(9)带内螺纹，螺接在所述两段直边连杆(8)的相向端。

5.如权利要求4所述的可变角度曲板直边约束装置，其特征在于：所述两段直边连杆(8)的螺纹旋向相反且直边套筒(9)的两端的内螺纹旋向相同，或者，所述两段直边连杆(8)的螺纹旋向相同且直边套筒(9)的两端的内螺纹旋向相反。

6.如权利要求1所述的可变角度曲板直边约束装置，其特征在于：所述顶轮(1)还包括基座(102)，基座(102)的一端设置有凹槽，并在所述凹槽壁上开销孔，与滚轮(101)通过销轴连接，基座(102)的另一端开带螺纹的盲孔，螺接顶轮连杆(2)的一端，所述顶轮连杆(2)的另一端连接所述三角形可调机构的第一顶点。

7.如权利要求6所述的可变角度曲板直边约束装置，其特征在于：所述顶轮连杆(2)的螺纹为细牙螺纹。

8.如权利要求1所述的可变角度曲板直边约束装置，其特征在于：与所述三角形可调机构的第二顶点与第三顶点通过连杆(12)连接，连杆(12)一端固定在第二顶点处，另一端设置有双耳接头(11)，与第一顶点连接的直边连杆(8)的另一端设置有直边耳片(10)，直边耳片(10)与双耳接头(11)通过销轴铰接。