CN105806602B - 一种防除冰主桨叶疲劳试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防除冰主桨叶疲劳试验装置，属于直升机桨叶疲劳试验技术领域。所述装置包括两个弯矩施加组件、两个支撑平台，扭矩施加组件，连接组件以及试验件，其中，试验件，一端通过扭矩施加组件连接一个支撑平台，另一端通过连接组件连接另一个支撑平台；弯矩施加组件，一端设置在所述试验件上，并向外延伸形成能够施加弯矩的另一端；扭矩施加组件，一端固定在所述试验件上，并自该端向外延伸形成能够加载扭矩的另一端，两端之间为转轴，所述转轴可转动设置在所述支撑平台上。通过该装置能同时实现弯矩和扭矩的施加，也可独立实施弯矩或扭矩的施加，满足了防除冰主桨叶疲劳试验的要求。

Description

一种防除冰主桨叶疲劳试验装置
技术领域
本发明属于直升机桨叶疲劳试验技术领域，具体涉及一种防除冰主桨叶疲劳试验装置。
背景技术
防除冰主桨叶疲劳试验为直升机桨叶疲劳试验技术中的重要试验内容，对直升机桨叶的寿命以及安全性等具有重要的指导意义，防除冰主桨叶疲劳试验需在整个考核区域施加的载荷有：挥舞弯矩、摆振弯矩和扭矩。
现有技术中，由于防除冰主桨叶试验件需考核的中区域长，对其同时施加挥舞弯矩、摆振弯矩和扭矩困难。比如申请号为201210570656.8的中国专利申请中，提出了一种考核区域等弯矩施加装置，使用一个执行机构进行等弯矩施加的方案，再如申请号为201410727507.7的中国专利申请中，提出了一种防除冰主桨叶等弯矩加载机构，对防除冰主桨叶实行弯矩施加，但不能进行扭矩载荷的施加，综上所述，现有技术中，暂未有对防除冰主桨叶同时施加挥舞弯矩、摆振弯矩和扭矩载荷来进行主桨叶疲劳试验。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种防除冰主桨叶疲劳试验装置，包括两个弯矩施加组件、两个支撑平台，扭矩施加组件，连接组件以及试验件，其中，
试验件，一端通过扭矩施加组件连接一个支撑平台，另一端通过连接组件连接另一个支撑平台；
弯矩施加组件，一端设置在所述试验件上，并向外延伸形成能够施加弯矩的另一端；
扭矩施加组件，一端固定在所述试验件上，并自该端向外延伸形成能够加载扭矩的另一端，两端之间为转轴，所述转轴可转动设置在所述支撑平台上。
优选的是，所述连接组件为扭矩施加组件，即所述试验件的两端均连接扭矩施加组件。
优选的是，所述连接组件还可以为铰接组件，所述铰接组件一端铰接或固支在所述支撑平台上，另一端通过法兰盘固定在所述试验件上，所述铰接组件的中间设置有安装角调节机构。
上述方案中优选的是，所述两个弯矩施加组件分别设置在所述试验件上自中心至两端之间。
上述方案中优选的是，所述两个弯矩施加组件到所述试验件的中心处距离相同。
上述方案中优选的是，所述任一弯矩施加组件包括直线执行机构以及夹持机构，所述夹持机构固定在所述试验件上，所述直线执行机构铰接在所述夹持机构上。
上述方案中优选的是，所述支撑平台包括直线导轨机构与横杆，所述直线导轨机构包括导轨以及在所述导轨上能够滑动的滑动件，所述横杆设置在所述滑动件上。
上述方案中优选的是，所述横杆的两端可转动连接在所述滑动件上，并且中间开孔，所述扭矩施加组件穿过该孔，并且可在该孔内自由转动。
上述方案中优选的是，所述横杆的两端轴承连接在所述滑动件上。
上述方案中优选的是，所述扭矩施加组件轴承安装在所述横杆中间的孔中。
本发明的有益效果在于：本发明结构紧凑、加载精度高且频率快，能同时实现弯矩和扭矩的施加，也可独立实施弯矩或扭矩的施加，满足了防除冰主桨叶疲劳试验的要求。
附图说明
图1为本发明防除冰主桨叶疲劳试验装置的一优选实施例的结构示意图。
图2为本发明防除冰主桨叶疲劳试验装置的另一优选实施例的结构示意图。
其中，1为弯矩施加组件，1a为直线执行机构，1b为夹持机构，2为支撑平台，2a为直线导轨机构，2b为横杆，3为扭矩施加组件，3a为转轴，3b为施扭机构，3c为加扭臂，3d为直线执行机构，4为铰接组件，4a为安装角调节机构，5为试验件。
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。
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明提供了一种防除冰主桨叶疲劳试验装置，解决了对防除冰主桨叶试验件进行弯矩和扭矩同时施加的问题。
本发明防除冰主桨叶疲劳试验装置，主要包括两个弯矩施加组件1、两个支撑平台2，扭矩施加组件3，连接组件以及试验件5，其中，
试验件5，一端通过扭矩施加组件3连接一个支撑平台2，另一端通过连接组件连接另一个支撑平台2；
弯矩施加组件1，一端设置在所述试验件5上，并向外延伸形成能够施加弯矩的另一端；
扭矩施加组件3，一端固定在所述试验件5上，并自该端向外延伸形成能够加载扭矩的另一端，两端之间为转轴，所述转轴可转动设置在所述支撑平台2上。
实施例1：
如图1所示，在本实施例中，所述试验件5的两端通过两个不同的装置连接在所述支撑平台2上，图示中，试验件5为主桨叶，以其中心为原点，长边作为X轴，向上为Z轴，垂直于X、Z轴的方向为Y轴，进行防除冰主桨叶疲劳试验装置的示意性说明。
参考图1，两个弯矩施加组件1在X轴方向左右对称分布，分别设置在所述试验件5上自中心至两端之间，并且所述两个弯矩施加组件1到所述试验件5的中心处距离相同。每个弯矩施加组件1各包含一套直线执行机构1a和夹持机构1b，直线执行机构1a与夹持机构1b之间的连接方式为铰接，其中，夹持机构1b固定在所述试验件5上，直线执行机构1a远离夹持机构1b的一端按常规方式固定。本实施例中，直线执行机构1a为作动筒，也可以为其它的载荷施加方式，如电动机、电磁等。
两个支撑平台2在X轴方向左右对称分布，每个支撑平台2在Y轴方向前后对称，包含下部的直线导轨机构2a和上部的一根横杆2b。所述直线导轨机构2a包括导轨以及在所述导轨上能够滑动的滑动件，所述横杆2b固定在所述滑动件上。可以理解的是，直线导轨机构2a可以为直线导套辐结构，也可以为滑槽滚轮结构，目的为实现支撑平台在X轴方向的左右自由平移；需要说明的是，横杆2b两端可自由转动连接在滑动件上，比如横杆2b两端安装在滚动轴承上，通过轴承连接到滑动件上。
在本实施例中，横杆2b的中部安装扭矩施加组件3的转轴3a或铰接组件4。为此，横杆2b的中部开孔，所述扭矩施加组件3或铰接组件4穿过该孔，并且可在该孔内自由转动，比如转轴3a通过对装的圆锥滚柱轴承或向心轴承安装在横杆2b的中部，可以理解的是，横杆2b也可以通过铰接的方式连接扭矩施加组件3或铰接组件4，比如铰接组件4通过铰接的连接方式固定在横杆2b的中部，或铰接组件4以固支的连接方式固定在横杆2b中部。
扭矩施加组件3或铰接组件4的另一端与试验件5相连；施扭机构3b与转轴3a连接，通过转轴3b对试验件5施加扭矩。铰接组件4一端铰接于横杆2b的中部，另一端与试验件5相连；铰接组件4内含安装角调节机构4a，试验件5可绕X轴以任意角度固定在铰接组件4上，以便调节试验时挥舞弯矩和摆振弯矩的比例关系。当试验件受到弯矩载荷时，试验件5在X轴和Z轴方向可自由变形。若铰接组件4铰接于横杆2b的中部，可实现试验件5在Y轴方向的自由变形；若铰接组件4固支于横杆2b的中部，可约束试验件5在Y轴方向的自由变形，此时转轴3a和横杆2b的中部之间的轴承最好选取只能转动而不能摆动的轴承，以便对称地在加扭端约束试验件5在Y轴方向的自由变形。需要说明的是，本实施例中的安装角调节机构4a为法兰盘对接结构，法兰盘的一端通过第一连接件固定在试验件5上，法兰盘的另一端通过第二连接件连接于所述横杆2b的中部；安装角调节机构4a也可以为带锁紧机构的螺纹连接装置等其它方式。
施扭机构3b可为扭转执行机构，如电机驱动的偏心摇臂机构，扭转执行机构安装于转轴3a上背离试验件5的一端；施扭机构3b可以为包含加扭臂3c和一个直线执行机构3d的单边杠杆机构，此时加扭臂3c一端固定在转轴3a上，另一端与直线执行机构3d铰接；施扭机构3b也可以为包含加扭臂3c和两个直线执行机构3d的双边杠杆机构，此时加扭臂3c中部固定在转轴3a上，两端分别与两个直线执行机构3d铰接。
需要说明的是，直线执行机构3d内包含位移测量传感器，通过位移的精确控制来实现挥舞弯矩和摆振弯矩的比例关系调节。
当试验件5的刚度足够大时，在受弯变形的状况下扭矩能从试验件5的一端顺利传递至另一端，可选择在一个支撑平台2上安装扭矩施加组件3、在另一个支撑平台2上安装铰接组件4的试验方案，即本实施例所提供的技术方案。此方案通过铰接组件4内含的安装角调节机构4a调节挥舞弯矩和摆振弯矩的比例关系，操作相对简单且加载控制难度低。
实施例2：
与实施例1相似，所不同的是，当试验件5的刚度不够大，在受弯变形的状况下扭矩不能从试验件5的一端顺利传递至另一端，可选择在两个支撑平台2上都安装扭矩施加组件3的试验方案。即，本实施例中，如图2所示，所述连接组件为扭矩施加组件3，即试验件5的两端均通过扭矩施加组件3连接支撑平台2，此方案通过控制转轴3a的安装角度来调节挥舞弯矩和摆振弯矩的比例关系，加载控制难度较高。
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)

1.一种防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：包括两个弯矩施加组件(1)、两个支撑平台(2)，扭矩施加组件(3)，连接组件以及试验件(5)，其中，
试验件(5)，一端通过扭矩施加组件(3)连接一个支撑平台(2)，另一端通过连接组件连接另一个支撑平台(2)；
弯矩施加组件(1)，一端设置在所述试验件(5)上，并向外延伸形成能够施加弯矩的另一端，所述任一弯矩施加组件(1)包括直线执行机构以及夹持机构，所述夹持机构(1b)固定在所述试验件(5)上，所述直线执行机构(1a)铰接在所述夹持机构(1b)上；
扭矩施加组件(3)，一端固定在所述试验件(5)上，并自该端向外延伸形成能够加载扭矩的另一端，两端之间为转轴，所述转轴可转动设置在所述支撑平台(2)上；
支撑平台(2)，包括直线导轨机构(2a)与横杆(2b)，所述直线导轨机构(2a)包括导轨以及在所述导轨上能够滑动的滑动件，所述横杆(2b)设置在所述滑动件上。
2.如权利要求1所述的防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：所述连接组件为扭矩施加组件(3)。
3.如权利要求1所述的防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：所述连接组件为铰接组件(4)，所述铰接组件(4)一端铰接或固支在所述支撑平台(2)上，另一端固定在所述试验件(5)上，铰接组件(4)中部设置有安装角调节机构。
4.如权利要求1所述的防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：所述两个弯矩施加组件(1)分别设置在所述试验件(5)上自中心至两端之间。
5.如权利要求4所述的防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：所述两个弯矩施加组件(1)到所述试验件(5)的中心处距离相同。
6.如权利要求1所述的防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：所述横杆(2b)的两端可转动连接在所述滑动件上，并且中间开孔，所述扭矩施加组件(3)穿过该孔，并且可在该孔内自由转动。
7.如权利要求6所述的防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：所述横杆(2b)的两端轴承连接在所述滑动件上。
8.如权利要求6所述的防除冰主桨叶疲劳试验装置，其特征在于：所述扭矩施加组件(3)轴承安装在所述横杆(2b)中间的孔中。
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