CN107796578B - 钛合金旋翼机机架强度的检测方法 - Google Patents

钛合金旋翼机机架强度的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钛合金旋翼机机架强度的检测方法，包括静载检测：将钛合金旋翼机机架悬吊，测量各个关键部位到测量基准水平面的初始距离H的数值，在关键部位施加静态载荷后，再用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面的距离H′的数值，将H′值与H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，来判定静载荷检测合不合格；动载检测：将钛合金旋翼机机架悬吊，测量各个关键部位到测量基准水平面的初始距离H的数值，在关键部位施加载荷并模拟机架自由落体运动后，将钛合金旋翼机机架重新悬挂回悬挂点，测量各个关键部位到测量基准水平面的距离H′的数值；将H′值与H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，来判定动载荷检测合不合格。

Description

钛合金旋翼机机架强度的检测方法
技术领域
本发明专利属于钛合金旋翼机检测技术领域，涉及一种钛合金旋翼机机架强度的检测方法。
背景技术
由于钛合金旋翼飞机是通用航空领域技术含量较高的一种机型，也是我国通用航空发展中的短板，而钛合金旋翼机机架的强度直接关系着旋翼机的各项性能能否正常发挥。在钛合金旋翼机机架的加工过程中，需要对机架成型后的强度进行检测，以确定机架的安全性。现在还没有统一规范的检验标准，造成无法检测或检测不便的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛合金旋翼机机架强度的检测方法，解决了现有技术中存在的钛合金旋翼机机架强度无法检测或检测不便的问题。
本发明所采用的技术方案是，钛合金旋翼机机架强度的检测方法，具体包括以下步骤：
步骤1：静载检测
步骤1.1：将钛合金旋翼机机架以旋翼机机架几何重心或旋翼机机架悬挂点位置悬吊，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面的初始距离H的数值并做记录；
步骤1.2：在关键部位施加静态载荷后，再用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面的距离H′的数值并做记录；
步骤1.3：将步骤1.2测量的H′值与步骤1.1测量的H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，当∣H′-H∣≤Δ时判定为静载荷检测为合格，反之不合格；
步骤2：动载检测
步骤2.1：将钛合金旋翼机机架以旋翼机机架几何重心或旋翼机机架悬挂点位置悬吊，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面的初始距离H的数值并做记录；
步骤2.2：在关键部位施加载荷并模拟机架自由落体运动后，将钛合金旋翼机机架重新悬挂回步骤2.1的旋翼机机架悬挂点，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面的距离H′的数值并做记录；
步骤2.3：将步骤2.2测量的H′值与步骤2.1测量的H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，当∣H′-H∣≤Δ或者H-Δ≤H′≤H+Δ时判定为动载荷检测为合格，反之不合格。
本发明的特点还在于，
初始距离H包括：起落架支撑架几何重心到测量基准水平面的距离H1、驾驶员几何重心到测量基准水平面的距离H2、发动机几何重心到测量基准水平面的距离H3、旋翼机机架悬挂点到测量基准水平面的距离H4。
加载后的距离H′包括：加载后起落架支撑架几何重心9到测量基准水平面6的距离H1′、加载后驾驶员几何重心3到测量基准水平面6的距离H2′、加载后发动机几何重心8到测量基准水平面6的距离H3′、加载后旋翼机机架悬挂点到测量基准水平面6的距离H4′。
测试仪包括电子角度尺、万能角度尺、电脑控制仪、数显调节仪中的一种或几种。
选取的旋翼机机架悬挂点7为旋翼与夹板的连接位置。
步骤1.2中的静态载荷重量为4G，4G的静态载荷通过模拟砝码称重的方式实现。
步骤2.2中的载荷重量为2G，2G的载荷通过模拟砝码称重的方式实现。
本发明的有益效果是，
1.本发明钛合金旋翼机机架强度的检测方法，以达朗贝尔原理为依据，对于作加速运动的机架，假想的在机架每一质点上加上惯性力，则质点系上的原力系与惯性力系组成平衡力系，将机架的动力学问题在形式上作为静力学问题来处理，也便于检测。
2.由于旋翼机的结构强度主要受限于限制载荷和极限载荷，旋翼机主要危险因素是旋翼，特别是旋翼与夹板的连接位置，因此将试验悬挂点及支持点选在此处，使得测试数据更加贴近现实，测试结果更加客观有效；
3.通过简单可行的静力学方法解决动力学问题，本检测方法的流程简单、容易操作，使用以后能极大的提高产品质量。
附图说明
图1是本发明钛合金旋翼机机架强度的检测方法的检测示意图。
图中，1.旋翼主梁，2.旋翼机机架几何重心，3.驾驶员几何重心，4.承重梁，5.起落架支撑架，6.测量基准水平面，7.旋翼机机架悬挂点，8.发动机几何重心，9.起落架支撑架几何重心。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明钛合金旋翼机机架强度的检测方法，具体包括以下步骤：
步骤1：静载检测
步骤1.1：将钛合金旋翼机机架以旋翼机机架几何重心2或旋翼机机架悬挂点7位置悬吊，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面6的初始距离H的数值并做记录；
步骤1.2：在关键部位施加静态载荷后，再用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面6的距离H′的数值并做记录；
步骤1.3：将步骤1.2测量的H′值与步骤1.1测量的H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，当∣H′-H∣≤Δ时判定为静载荷检测为合格，反之不合格；
步骤2：动载检测
步骤2.1：将钛合金旋翼机机架以旋翼机机架几何重心2或旋翼机机架悬挂点7位置悬吊，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面6的初始距离H的数值并做记录；
步骤2.2：在关键部位施加载荷并模拟机架自由落体运动后，将钛合金旋翼机机架重新悬挂回步骤2.1的旋翼机机架悬挂点7，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面6的距离H′的数值并做记录；
步骤2.3：将步骤2.2测量的H′值与步骤2.1测量的H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，当∣H′-H∣≤Δ或者H-Δ≤H′≤H+Δ时判定为动载荷检测为合格，反之不合格。
初始距离H包括：起落架支撑架几何重心9到测量基准水平面6的距离H1、驾驶员几何重心3到测量基准水平面6的距离H2、发动机几何重心8到测量基准水平面6的距离H3、旋翼机机架悬挂点7到测量基准水平面6的距离H4。
加载后的距离H′包括：加载后起落架支撑架几何重心9到测量基准水平面6的距离H1′、加载后驾驶员几何重心3到测量基准水平面6的距离H2′、加载后发动机几何重心8到测量基准水平面6的距离H3′、加载后旋翼机机架悬挂点7到测量基准水平面6的距离H4′。
测试仪包括电子角度尺、万能角度尺、电脑控制仪、数显调节仪中的一种或几种。
选取的旋翼机机架悬挂点7为旋翼与夹板的连接位置。
步骤1.2中的静态载荷重量为4G，所述4G的静态载荷通过模拟砝码称重的方式实现。
步骤2.2中的载荷重量为2G，所述2G的载荷通过模拟砝码称重的方式实现。
本发明钛合金旋翼机机架强度的检测方法，示意图如图1所示，机架为T梁悬挂结构，根据结构受力特点和理论分析结果，设置荷载试验工况如下：
机架工况：静止状态。
试验采用对称布置，以模拟前驾驶员、后驾驶员、发动机几何重心位置加载，试验时主要测量各主梁的形变程度。
检测一：静载检测
将机架旋翼机机架几何重心2或旋翼机机架悬挂点7为支点或悬挂点，在关键部位：起落架支撑架几何重心9、驾驶员几何重心3、发动机几何重心8、旋翼机机架悬挂点7上施加4G静态载荷，通过施加载荷后，机架不允许出现超过材料形变极限要求的形变。
用电子角度尺、万能角度尺、电脑控制仪、数显调节仪测量尺寸H1、H2、H3、H4并做记录。
在驾驶员几何重心3及发动机几何重心8处施加称重砝码并固定。
测量加载后尺寸H1′、H2′、H3′、H4′并做记录。
本次荷载试验采用重约1200kg的称重砝码，参数设置如表1所示。
表1加载参数
试验静荷载作用下，试验梁各测点变位(挠度、沉降)与应变的计算，依据测量的试验数据按下列方法进行处理，见表2。
表2静载加载参数
结论：当H′-H≥Δ时判定为合格，反之则不合格。
检测二：动载检测
将机架旋翼机机架几何重心2或旋翼机机架悬挂点7为支点或悬挂点，在关键部位：起落架支撑架几何重心9、驾驶员几何重心3、发动机几何重心8、旋翼机机架悬挂点7上施加2G载荷，通过施加载荷后，机架不允许出现超过材料形变极限要求的形变。
用电子角度尺、万能角度尺、电脑控制仪、数显调节仪测量尺寸H1，H2，H3、H4并做记录。
沿悬挂点瞬间断开悬挂，使机架自由落体至测量基准水平面6。
将带砝码机架重新固定于悬挂点H4，悬挂后H4变为H4′。
测量尺寸H1′，H2′，H3′，H4′并做记录。
本次荷载试验采用重约600的称重砝码，参数设置见表3所示。
表3动载加载参数
试验动荷载作用下，试验梁各测点变位(挠度、沉降)与应变的计算，依据测量的试验数据按下列方法进行处理，见表4。
表4动载加载参数
结论：当H±Δ≥H′时判定为合格，反之则不合格。
本发明钛合金旋翼机机架强度的检测方法，具有静载、动载同时检测的便捷特性。可根据机架的形状选择悬挂点，选择静、动载荷大小、悬挂高度，适用于各种机型机架强度的检测。

Claims (4)

1.钛合金旋翼机机架强度的检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：静载检测
步骤1.1：将钛合金旋翼机机架以旋翼机机架几何重心(2)或旋翼机机架悬挂点(7)位置悬吊，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面(6)的初始距离H的数值并做记录；
步骤1.2：在关键部位施加静态载荷后，再用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面(6)的距离H′的数值并做记录；
步骤1.3：将步骤1.2测量的H′值与步骤1.1测量的H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，当∣H′-H∣≤Δ时判定为静载荷检测为合格，反之不合格；
步骤2：动载检测
步骤2.1：将钛合金旋翼机机架以旋翼机机架几何重心(2)或旋翼机机架悬挂点(7)位置悬吊，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面(6)的初始距离H的数值并做记录；
步骤2.2：在关键部位施加载荷并模拟机架自由落体运动后，将钛合金旋翼机机架重新悬挂回步骤2.1的旋翼机机架悬挂点(7)，用测试仪测量各个关键部位到测量基准水平面(6)的距离H′的数值并做记录；
步骤2.3：将步骤2.2测量的H′值与步骤2.1测量的H值与机架强度形变允许极限值Δ进行比较，当∣H′-H∣≤Δ时判定为动载荷检测为合格，反之不合格；
所述初始距离H包括：起落架支撑架几何重心(9)到测量基准水平面(6)的距离H1、驾驶员几何重心(3)到测量基准水平面(6)的距离H2、发动机几何重心(8)到测量基准水平面(6)的距离H3、旋翼机机架悬挂点(7)到测量基准水平面(6)的距离H4；
所述加载后的距离H′包括：加载后起落架支撑架几何重心(9)到测量基准水平面(6)的距离H1′、加载后驾驶员几何重心(3)到测量基准水平面(6)的距离H2′、加载后发动机几何重心(8)到测量基准水平面(6)的距离H3′、加载后旋翼机机架悬挂点(7)到测量基准水平面(6)的距离H4′；
所选取的旋翼机机架悬挂点(7)为旋翼与夹板的连接位置。
2.根据权利要求1所述的钛合金旋翼机机架强度的检测方法，其特征在于，所述测试仪包括电子角度尺、万能角度尺、电脑控制仪、数显调节仪中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的钛合金旋翼机机架强度的检测方法，其特征在于，所述步骤1.2中的静态载荷重量为4G，所述4G的静态载荷通过模拟砝码称重的方式实现。
4.根据权利要求1所述的钛合金旋翼机机架强度的检测方法，其特征在于，所述步骤2.2中的载荷重量为2G，所述2G的载荷通过模拟砝码称重的方式实现。
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