CN105388002B - 一种机身壁板充压试验装置 - Google Patents

Abstract

一种机身壁板充压试验装置，涉及飞机强度试验装置设计技术领域，长底梁平行固定设置在同一平面上，短底梁固定设置在长底梁上且与长底梁垂直、方钢框架固定在短底梁上且形状与支撑底盒相匹配；连接部包括顺次连接的小拉板、中拉板、大拉板、长拉板、双耳、均载器、单耳。试验件扣押在支撑底盒上且试验件通过连接部与支持部连接，试验件与液压伺服控制装置连接，对试验件充气实现对机身壁板的充压试验。本发明提供的机身壁板充压试验装置节省了试验空间，减轻了试验装置的重量；采用自适应的加载方式，有效的保证边界的受载均匀；减少连接环节，能有效提高加载频率，边界载荷均匀、节省空间并可重复使用。

Description

一种机身壁板充压试验装置

技术领域

本发明涉及飞机结构设计技术领域，具体而言，涉及一种机身壁板充压试验装置。

背景技术

在飞机机身结构的静力或疲劳试验中常常需要模拟机身圆筒承受的内部气压，但通常不会用整个机身圆筒进行试验，而是取其中的一部分机身壁板结构进行试验。机身壁板的受力见图1。因此试验就必须对机身壁板进行密封及固定。在现有技术中进行机身壁板固定时，通常采用多级杠杆连接会占用大量试验场地，并且由于加工误差的累积，边界载荷均匀不是很均匀，连接杠杆不能重复使用，增加使用成本。

现在亟需解决的问题是如何设计一种机身壁板充压试验装置，该试验装置能够解决现有技术中的至少一个问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种机身壁板充压试验装置。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。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种机身壁板充压试验装置，包括：

支持部，包括长底梁、短底梁、方钢框架以及支撑底盒，其中，长底梁平行固定设置在同一平面上，短底梁固定设置在长底梁上且与长底梁垂直、方钢框架固定在短底梁上且形状与支撑底盒相匹配；

多个设置在试验件两端的连接部，每个连接部包括顺次连接的小拉板、中拉板、大拉板、长拉板、双耳、均载器、单耳；小拉板与试验件连接，单耳与支撑部连接，其中，连接部的均载器包括两个腔，每个腔设置有进油口和出油口，位于试验件同一侧的均载器的前腔串联；

试验件扣押在支撑底盒上且试验件通过连接部与支持部连接，试验件与液压伺服控制装置连接，对试验件充气实现对机身壁板的充压试验。

支持部设置有长底梁是为了保障整个机身壁板充压试验装置处于平稳的平面上，并且在长底梁上固定松紧螺套，保障连接部的功能的实现。短底梁与长底梁垂直设置，短底梁与方钢框架配合用于调节试验件的高度。短底梁与长底梁垂直设置，使短底梁沿长底梁长度方向运动时的所处平面不变。

试验件的底盘的设计与支撑座的形状相匹配，在充气过程中使试验件与支撑座不产生相对位移，保障试验结果的准确性。

上述方案中优选的是，长底梁上设置有长条孔，与长条孔配合设置有松紧螺套，连接部通过单耳与松紧螺套配合连接在长底梁上。长底梁平行设置，相邻的两长底梁之间设置一定的间隙，该间隙的大小能够容纳与连接部对接的单耳。在长底梁上、试验件的两侧设置的长条孔用于对松紧螺套进行限位，使本发明提供的机身壁板充压试验装置不受外力的影响，只是装置内部受力，保持加载的平衡。

上述任一方案中优选的是，试验件的直边通过小拉板与连接部连接，试验件的两端设置有进出气口，并且配合进出气口连接有进出气管。试验件的机身壁板为弯曲的矩形结构--两直边、两弯边，弯边构成的拱形密封并设置进/出气孔，进/出气孔用于试验过程中对试验件的充/放气保障试验件内部达到试验所需的气压。

上述任一方案中优选的是，试验件为部分机身壁板，机身壁板设置有对立的两条直边。充压试验是测试机身壁板的性能，将部分的机身壁板部分进行密封，作为试验件来测试整个机身壁板的性能。

上述任一方案中优选的是，试验件沿机身壁板的边缘周向设置有密封带，在两条直边边缘设置有连接带。在用于充压试验的机身壁板的边缘设置密封带确保试验件的内部不漏气，保障实验结果的准确性。在两条直边上设置连接带是为了将试验件与连接部连接时不影响机身壁板的结构。

上述任一方案中优选的是，试验件的机身壁板胶接帆布垫并通过密封布沿密封带密封，机身壁板与帆布垫形成囊。采用帆布进行密封避免使用硬质材料在试验过程中对试验的部分机身壁板产生应力，影响实验结果。

上述任一方案中优选的是，连接部的均载器包括两个腔，每个腔设置有进油口和出油口，均载器的一端设置有法兰，另一端为螺纹杆。采用该种方式设计的均载器能够更精确地调节连接部的作用力。

上述任一方案中优选的是，连接部通过串接和/或并列连接的方式连接试验件与支持部。长底梁上的长圆孔的位置不变，所以试验件中的部分飞机壁板大小发生变化时，可根据试验要求设定连接部的连接方式。

本发明所提供的机身壁板充压试验装置的有益效果在于，代替多级杠杆，节省了试验空间，减轻了试验装置的重量；采用自适应的加载方式，有效的保证边界的受载均匀；减少连接环节，能有效提高加载频率；本发明提供的机身壁板充压试验装置试验载荷施加准确，可保证边界载荷均匀、节省空间并可重复使用，结构简单，制造方便，装置稳定性高，安全可靠。

附图说明

图1是本发明的机身壁板充压试验装置优选实施例的结构示意图；

图2是机身壁板充压试验装置试验件壁板受力示意图；

图3是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的长底梁的结构示意图；

图4是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的短底梁的结构示意图；

图5是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的组成方钢框架的方钢的结构示意图；

图6是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的支撑底盒的结构示意图；

图7是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的支持部的结构示意图；

图8是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的试验件密封带的示意图；

图9是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的试验件的密封带粘贴帆布垫的示意图；

图10是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的试验件内部粘贴成圆筒的示意图；

图11是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的试验件内部密封的示意图；

图12是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的试验件密封完成后的示意图；

图13是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的小(长)拉板的结构示意图；

图14是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的中拉板的结构示意图；

图15是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的大拉板的结构示意图；

图16是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的双耳的结构示意图；

图17是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的均载器的结构示意图；

图18是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的单耳的结构示意图；

图19是本发明的机身壁板充压试验装置图1所示优选实施例的连接部连接试验件与支持部的示意图。

附图标记：

1-松紧螺套、2-长底梁、3-短底梁、4-方钢框架、5-进出气口、 6-支撑底盒、7-试验件、8-小拉板、9-中拉板、10-大拉板、11-长拉板、12-双耳、13-均载器、14-单耳。

具体实施方式

为了更好地理解按照本发明方案的机身壁板充压试验装置，下面结合附图对本发明的机身壁板充压试验装置的一优选实施例作进一步阐述说明。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。

如图1-图19所示，本发明提供的机身壁板充压试验装置，本发明提供的一种机身壁板充压试验装置，包括：

支持部，包括长底梁2、短底梁3、方钢框架4以及支撑底盒6，其中，长底梁2平行固定设置在同一平面上，短底梁3固定设置在长底梁2上且与长底梁2垂直、方钢框架4固定在短底梁3上且形状与支撑底盒6相匹配；

连接部，包括顺次连接的小拉板8、中拉板9、大拉板10、长拉板11、双耳12、均载器13、单耳14；

试验件7扣押在支撑底盒6上且试验件7通过连接部与支持部连接，试验件7与液压伺服控制装置连接，对试验件7充气实现对机身壁板的充压试验。

长底梁2上设置有长条孔，与长条孔配合设置有松紧螺套1，连接部通过单耳14与松紧螺套1配合连接在长底梁2上。试验件7的直边通过小拉板8与连接部连接，试验件7的两端设置有进出气口5，并且配合进出气口5连接有进出气管。试验件7为部分机身壁板，机身壁板设置有对立的两条直边。试验件7沿机身壁板的边缘周向设置有密封带，在两条直边边缘设置有连接带。试验件7的机身壁板胶接帆布垫并通过密封布沿密封带密封，机身壁板与帆布垫形成囊。

连接部的均载器13包括两个腔，每个腔设置有进油口和出油口，均载器13的一端设置有法兰，另一端为螺纹杆。连接部通过串接和/ 或并列连接的方式连接试验件7与所述支持部。

一种机身壁板充压试验装置，通过长底梁2、短底梁3、方钢4 垫起一个合适的高度，将支撑底盒6放在方钢上，将试验件7扣在支撑底盒6上；同时试验件7的直边通过小拉板8、中拉板9、大拉板 10、长拉板11、双耳12、均载器13、单耳14等固定在底梁2上，通过松紧螺套1调整位置，保证拉力方向沿试验件的切线方向。通过两端的进出气口5连接充气设备及液压伺服控制装置对试验件进行充压试验。可在给壁板边界施加均布载荷时，用多个连接装置分别串联或并联对边界施加被动约束或主动加载。在边界有24个加载点的情况下，采用现有技术中的杠杆连接有11级，杠杆连接长度达到 2.5m，而采用本发明的机身壁板充压试验装置只有1.2m左右,能缩短 50％的长度。在边界有24个加载点的情况下，采用杠杆连接，杠杆重量可达到1.5吨，采用本发明的机身壁板充压试验装置只有200公斤左右,能减少87％的重量。采用自适应载荷装置，加载准确。在边界有24个加载点的情况下，采用杠杆连接，杠杆和螺栓数量众多，并且每个都不可避免的存在加工误差，累计起来总误差不容忽视。采用本发明的机身壁板充压试验装置载荷主动加载时可保证每个装置载荷大小一致。在被动约束时，如果存在载荷不均匀的现象，载荷大的装置可自动将多余的油挤出到载荷小的装置内，实现载荷的自适应。

在具体的使用过程中，将6个根据试验件尺寸长底梁2 固定在地面上，3个短底梁3固定在长底梁2，4个方钢构成方钢框架4固定在短底梁3上围成一圈，将支撑底盒6固定在方钢框架4上形成本装置的支持部分。将试验件7内部密封，在试验件7内部区域加载过渡段上应有一圈连续的、平整的、为粘贴密封布预留的密封区域。先将帆布垫粘贴在试验件7上的粘贴区域，在试验件7内部与粘贴区域边界对齐，另外一侧的长度应比支撑底盒的高度略大。从直边的中部开始，将长条形的密封布选取布质面粘贴在与试验件7粘贴的帆布垫上，拐角处将密封布内外涂抹309胶后折叠，确保不出现漏气。最后密封布交接处搭接，形成一个筒形。最后将开口用309胶粘贴，形成密封口袋。在两侧曲边预定位置，布置进、出气口，将周围用309胶粘贴一圈密封布实现加强密封。将试验件7翻转，放在支撑底盒上。

将试验件7的直边通过小拉板8、中拉板9、大拉板10、长拉板 11、双耳12、均载器13、单耳14连接，从而构成本发明的连接部分。将所有单耳14固定在长底梁2上，通过松紧螺套1调整位置，保证拉力方向沿试验件7的切线方向。

将试验件7两侧的均载器13分别前腔顺序串联，后腔空置。在所有均载器13的活塞杆处放置相同限位块，同时给两侧第一个均载器13前腔充油，保证所有均载器13都拉紧试验件7后密封。此时所有均载器13均对试验件7施加相同载荷，完成安装试验件7，通过两端的进出气口5连接充气设备及液压伺服控制装置对试验件7进行充压试验。

以上结合本发明的机身壁板充压试验装置具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本发明的技术范围，还需要说明的是，按照本发明的机身壁板充压试验装置技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。

Claims (8)

1.一种机身壁板充压试验装置，其特征在于，包括：

支持部，包括长底梁(2)、短底梁(3)、方钢框架(4)以及支撑底盒(6)，其中，长底梁(2)平行固定设置在同一平面上，短底梁(3)固定设置在长底梁(2)上且与长底梁(2)垂直、方钢框架(4)固定在短底梁(3)上且形状与支撑底盒(6)相匹配；

多个设置在试验件两端的连接部，每个连接部包括顺次连接的小拉板(8)、中拉板(9)、大拉板(10)、长拉板(11)、双耳(12)、均载器(13)、单耳(14)；小拉板(8)与试验件(7)连接，单耳(14)与所述支持部连接，其中，连接部的均载器(13)包括两个腔，每个腔设置有进油口和出油口，位于试验件(7)同一侧的均载器(13)的前腔串联；

试验件(7)扣押在支撑底盒(6)上且试验件(7)通过连接部与支持部连接，试验件(7)与液压伺服控制装置连接，对试验件(7)充气实现对机身壁板的充压试验。

2.如权利要求1所述的机身壁板充压试验装置，其特征在于：所述长底梁(2)上设置有长条孔，与长条孔配合设置有松紧螺套(1)，所述连接部通过单耳(14)与松紧螺套(1)配合连接在所述长底梁(2)上。

3.如权利要求2所述的机身壁板充压试验装置，其特征在于：所述试验件(7)的直边通过小拉板(8)与所述连接部连接，所述试验件(7)的两端设置有进出气口(5)，并且配合进出气口(5)连接有进出气管。

4.如权利要求3所述的机身壁板充压试验装置，其特征在于：所述试验件(7)为部分机身壁板，机身壁板设置有对立的两条直边。

5.如权利要求4所述的机身壁板充压试验装置，其特征在于：所述试验件(7)沿机身壁板的边缘周向设置有密封带，在两条直边边缘设置有连接带。

6.如权利要求5所述的机身壁板充压试验装置，其特征在于：所述试验件(7)的机身壁板胶接帆布垫并通过密封布沿密封带密封，机身壁板与帆布垫形成囊。

7.如权利要求1所述的机身壁板充压试验装置，其特征在于：所述连接部的均载器(13)包括两个腔，每个腔设置有进油口和出油口，均载器(13)的一端设置有法兰，另一端为螺纹杆。

8.如权利要求1所述的机身壁板充压试验装置，其特征在于：所述连接部通过串接和/或并列连接的方式连接所述试验件(7)与所述支持部。