CN105716889A - 一种气囊加载试验方法 - Google Patents

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王征
冯建民
吴慧
尹伟
夏峰
赵立名
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Abstract

本发明提供了一种气囊加载试验方法，其特征在于，包括以下步骤：根据试验件外形设计气囊(2)，气囊表面设计充压孔及反馈孔，气囊的内轮廓或外轮廓与试验件(1)外形匹配贴合，生产完成后的气囊进行耐压密封测试，充压压力为试验压力的1.5倍；根据气囊结构设计相应的气囊支托结构(3)，气囊与气囊支托结构在气囊充满气状态下保持贴合，气囊支托结构与气囊的非接触面用于外部固定或连接；进行地面气囊传载标定，将气囊和气囊支托结构固定在地面上，并在气囊与试验件接触面上布置传感器，逐级对气囊充压，监视传感器反馈，根据传感器反馈计算传递面上的载荷，当载荷误差满足试验加载精度要求后，方可进行试验。

Description

一种气囊加载试验方法
技术领域
本发明涉及一种加载方法，特别是应用于飞机结构强度试验中采用气囊加载的方法。
背景技术
在飞机结构试验中，对于试验件表面的均布载荷，通常采用等效处理的方法：对表面拉向载荷利用胶布带杠杆系统施加集中载荷，对于表面压载采用木块进行施加。均布载荷等效成集中载荷施加和试验件的实际受载有一定偏差，而木块加载则由于木块修型后不能保证与试验件表面完全贴合，从而导致试验件表面受力不均，影响试验加载结果的真实性。
传统的加载方法均需要液压作动筒来施加载荷，由于试验件为不规则曲面结构，且加载空间狭小，无法安装作动筒、杠杆等加载设备，因此需要采用一种新型加载方法进行试验加载，以保证试验的准确性和试验模拟的真实性。
发明内容
(1)发明目的
本发明创造目的是提供一种在全尺寸飞机结构强度试验中，采用气囊加载的方法以保证试验的准确性和试验模拟的真实性。
(2)发明方法解决方案
一种气囊加载试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据试验件外形设计气囊(2)，气囊表面设计充压孔及反馈孔，气囊的内轮廓或外轮廓与试验件(1)外形匹配贴合，生产完成后的气囊进行耐压密封测试，充压压力为试验压力的1.5倍；
根据气囊结构设计相应的气囊支托结构(3)，气囊与气囊支托结构在气囊充满气状态下保持贴合，气囊支托结构与气囊的非接触面用于外部固定或连接；
进行地面气囊传载标定，将气囊和气囊支托结构固定在地面上，并在气囊与试验件接触面上布置传感器，逐级对气囊充压，监视传感器反馈，根据传感器反馈计算传递面上的载荷，当载荷误差满足试验加载精度要求后，方可进行试验；
进行试验时，将气囊支托结构进行固定，控制系统(8)控制充气台(7)与充压控制传感器(6)将气体先充入储气罐(5)，储气罐(5)与气囊(2)连通，储气罐的气体通过通气管上的调节开关进入气囊，使储气罐压力与气囊压力一致，当储气罐压力反馈与命令一致时，充气台关闭，气囊上安装气囊监视传感器(4)，控制系统监视气囊监视传感器，当其反馈满足试验要求的压力时，逐级进行试验加载和测量。
进一步的，气囊支托结构(3)与气囊(1)的接触面采用便于修型的木块或橡胶块，修型后气囊支托结构与气囊接触面应平滑无尖角；气囊支托结构轮廓应大于气囊内轮廓，确保安装时支托结构压紧气囊外轮廓。便于现场操作，以及保障气囊的使用稳定。
根据试验件外形选取合适的气囊外形，以保证气囊充压后可与试验加载区域完全贴合；采用木块或者橡胶制作气囊支托结构，以保证传载的真实性；在气囊上布置接头连接气压传感器用于控制气囊充压和监视；用管路将气囊和体积较大储气罐连接，使充气过程平稳。
与现有方法相比具有的优点或积极效果
该发明方法具有以下优点：
●解决了狭小空间或不规则曲面试验加载问题；
●使试验件加载更接近于真实承载；
●利用现有加载控制系统，使试验加载平稳可控。
附图说明
图1是气囊加载示意图。其中，1为试验件，2为气囊，3为气囊支托结构，4为气囊监视传感器，5为储气罐，6为充压控制传感器，7为充气台，8为控制系统。
具体实施方式
参考图1，其中：
1试验件，为试验对象，加载要求为表面压力；
2气囊，为试验加载装置，与试验件表面接触，用于试验件表面载荷施加；
3气囊支托装置，固定在气囊外部，形成气囊外胎，在加载时使气囊更好地贴合在试验件表面；
4气囊监视传感器，试验过程中监视气囊内部压力；
5储气罐，较大体积密封装置，其使用压力需大于气囊充压压力，与气囊串接，形成连通器，充压时气体通过储气罐进入气囊，以便充压更加平稳；
6充压控制传感器，连接在储气罐上，试验时用于储气罐的充压控制与监视；
7充气台，与储气罐连接，控制充入气体或过载放出气体；
8控制系统，通过线路连接充气台和充压控制传感器，形成控制闭环，控制气体的充入或放出。
根据试验件1外形设计相应的气囊2，气囊2的材料为邵氏硬度70的橡胶片，气囊生产完成后进行耐压密封试验，充压压力为试验件压力的1.5倍。设计相应的气囊支托结构3，一般采用木块或木块加固定铁盒作为气囊支托结构3，气囊支托结构3与气囊1的接触面采用便于修型的木块或橡胶块，修型后气囊支托结构与气囊接触面应平滑无尖角；气囊支托结构轮廓应大于气囊内轮廓，确保安装时支托结构压紧气囊外轮廓。
进行地面气囊传载标定，将气囊1和气囊支托结构3固定在地面上，并在气囊1与试验件接触面上布置传感器，逐级对气囊1充压，监视传感器反馈，计算传递处的载荷。当载荷误差满足试验加载精度要求后，方可进行试验。
进行试验时，按图1方式进行安装，其中气囊支托结构3与气囊2的非接触面进行固定。控制系统8控制充气台7与充压控制传感器6将气体充入储气罐5，当储气罐5压力反馈与命令一致时，充气台关闭。由于储气罐5与气囊2连通，因此储气罐5的气体进入气囊2，并最终使储气罐压力与气囊压力一致。当充压控制传感器反馈小于命令时，充气台7充气；当充压控制传感器反馈大于命令时，充气台7放气，直至误差满足加载精度要求。通过控制系统监视气囊监视传感器4，当其反馈满足试验要求的压力时，进行试验测量。试验加载和卸载过程中逐级进行试验加载和测量。

Claims (2)

1.一种气囊加载试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据试验件外形设计气囊(2)，气囊表面设计充压孔及反馈孔，气囊的内轮廓或外轮廓与试验件(1)外形匹配贴合，生产完成后的气囊进行耐压密封测试，充压压力为试验压力的1.5倍；
根据气囊结构设计相应的气囊支托结构(3)，气囊与气囊支托结构在气囊充满气状态下保持贴合，气囊支托结构与气囊的非接触面用于外部固定或连接；
进行地面气囊传载标定，将气囊和气囊支托结构固定在地面上，并在气囊与试验件接触面上布置传感器，逐级对气囊充压，监视传感器反馈，根据传感器反馈计算传递面上的载荷，当载荷误差满足试验加载精度要求后，方可进行试验；
进行试验时，将气囊支托结构进行固定，控制系统(8)控制充气台(7)与充压控制传感器(6)将气体先充入储气罐(5)，储气罐(5)与气囊(2)连通，储气罐的气体通过通气管上的调节开关进入气囊，使储气罐压力与气囊压力一致，当储气罐压力反馈与命令一致时，充气台关闭，气囊上安装气囊监视传感器(4)，控制系统监视气囊监视传感器，当其反馈满足试验要求的压力时，逐级进行试验加载和测量。
2.根据权利要求1所述的气囊加载试验方法，其特征在于，气囊支托结构(3)与气囊(1)的接触面采用便于修型的木块或橡胶块，修型后气囊支托结构与气囊接触面应平滑无尖角；气囊支托结构轮廓应大于气囊内轮廓，确保安装时支托结构压紧气囊外轮廓。
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