CN110849706A - 一种杠杆系统与拉压垫的连接结构及连接方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于飞机结构强度试验领域，特别涉及一种杠杆系统与拉压垫的连接结构及连接方法。包括：拉压垫以及初级杠杆。第一拉压垫的底部设置有粘接面，顶部安装有第一单耳，第一单耳的中心设置有轴承，第二拉压垫的底部设置有粘接面，顶部安装有第二单耳，第二单耳的中心开设有长条孔；初级杠杆的中心开设有安装孔，初级杠杆具有短力臂和长力臂，短力臂的端部设置有第一双耳，第一双耳与第一单耳通过螺栓连接，长力臂的端部设置有第二双耳，第二双耳与第二单耳通过螺栓连接。本申请能够实现试验件两节点间相对运动六个自由度的合理释放，增强刚度及稳定性，提高拉压垫与杠杆系统的强度和疲劳性能，制造及安装工艺简单，便于拆卸和检查。

Description

一种杠杆系统与拉压垫的连接结构及连接方法

技术领域

本申请属于飞机结构强度试验领域，特别涉及一种杠杆系统与拉压垫的连接结构及连接方法。

背景技术

结构强度地面验证试验中，拉压垫-杠杆系统由于其诸多优点得到了越来越多的应用。不同于胶布带-杠杆系统的软式连接方式，拉压垫-杠杆系统与试验件的硬式连接设计更为复杂，既要保证杠杆系统的强度、刚度和稳定性，又不能限制试验件的变形。

目前拉压垫与杠杆系统的连接方式主要有两种，两种方法均需要先将拉压垫粘贴固定在试验件节点处。第一种连接方式为在拉压垫上安装铰支座，初级杠杆两端分别安装固定在两个拉压垫的铰支座上。此种连接方式实现了试验件节点绕初级杠杆的转动，不能实现试验件节点相对初级杠杆轴线方向的运动，对试验件的变形有一定的限制作用。第二种连接方式为在拉压垫上安装单耳，单耳中心孔处安装球轴承，初级杠杆两端采用销轴结构与拉压垫单耳中心轴承连接，此种连接方式既能实现试验件节点绕初级杠杆的转动又能实现试验件节点相对初级杠杆轴线方向的运动，但是两端采用悬臂梁结构的销轴导致初级杠杆两端应力集中问题严重，杠杆的承载能力较差。同时两种连接方式的初级杠杆两端均为无限制的转动轴，试验中初级杠杆无约束的转动会导致其实际承弯截面发生旋转，进而导致其抗弯性能的下降。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种杠杆系统与拉压垫的连接结构及连接方法，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

本申请的第一个方面提供了一种杠杆系统与拉压垫的连接结构，包括：

拉压垫，所述拉压垫包括第一拉压垫和第二拉压垫，所述第一拉压垫的底部设置有用于与试验件连接的粘接面，顶部安装有第一单耳，所述第一单耳的中心设置有轴承，所述第二拉压垫的底部设置有用于与试验件连接的粘接面，顶部安装有第二单耳，所述第二单耳的中心开设有长条孔；

初级杠杆，所述初级杠杆的中心开设有安装孔，所述初级杠杆具有短力臂和长力臂，所述短力臂的端部设置有第一双耳，所述第一双耳与所述第一单耳通过螺栓连接，所述长力臂的端部设置有第二双耳，所述第二双耳与所述第二单耳通过螺栓连接。

可选地，所述第一单耳的底部设置有第一安装台，所述第一安装台通过螺栓安装在所述第一拉压垫上。

可选地，所述第一单耳的厚度小于所述第一双耳的双耳间隙。

可选地，所述第二单耳的底部设置有第二安装台，所述第二安装台通过螺栓安装在所述第二拉压垫上。

可选地，所述第二单耳的厚度等于所述第二双耳的双耳间隙。

本申请的第二个方面提供了一种杠杆系统与拉压垫的连接方法，基于如上所述的杠杆系统与拉压垫的连接结构，包括：

步骤一：分别将第一拉压垫和第二拉压垫通过粘接剂与试验件固定连接，第一拉压垫以及第二拉压垫的中心与试验件节点重合；

步骤二：将第一单耳安装至第一拉压垫上，将第二单耳安装至第二拉压垫上；

步骤三：将初级杠杆的短力臂的第一双耳与第一拉压垫的第一单耳通过螺栓连接，将初级杠杆的长力臂的第二双耳与第二拉压垫的第二单耳通过螺栓连接。

可选地，步骤二中，将第一单耳通过螺栓螺接至第一拉压垫上，将第二单耳通过螺栓螺接至第二拉压垫上。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的杠杆系统与拉压垫的连接结构，能够实现试验件两节点间相对运动六个自由度的合理释放，使拉压垫与杠杆系统可以自适应试验件的变形，加载更加真实准确，增强了刚度及稳定性，极大地提高了拉压垫与杠杆系统的强度和疲劳性能，制造及安装工艺简单，便于后期的拆卸和检查。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的杠杆系统与拉压垫的连接结构示意图；

图2是本申请一个实施方式的杠杆系统与拉压垫的连接结构的第一单耳示意图；

图3是本申请一个实施方式的杠杆系统与拉压垫的连接结构的第二单耳示意图。

其中：

1-第一拉压垫；11-第一单耳；2-第二拉压垫；21-第二单耳；3-初级杠杆；31-短力臂；32-长力臂。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

本申请的第一个方面提供了一种杠杆系统与拉压垫的连接结构，包括：拉压垫以及初级杠杆3。

具体的，拉压垫包括第一拉压垫1和第二拉压垫2，第一拉压垫1的底部设置有用于与试验件连接的粘接面，顶部安装有第一单耳11，第一单耳11的中心设置有轴承，第二拉压垫2的底部设置有用于与试验件连接的粘接面，顶部安装有第二单耳21，第二单耳21的中心开设有长条孔；初级杠杆3的中心开设有安装孔，初级杠杆3具有短力臂31和长力臂32，短力臂31的端部设置有第一双耳，第一双耳与第一单耳11通过螺栓连接，长力臂32的端部设置有第二双耳，第二双耳与第二单耳21通过螺栓连接。

本申请的杠杆系统与拉压垫的连接结构，初级杠杆3两端采用双耳结构与拉压垫单耳连接，初级杠杆3中心的安装孔两侧的短力臂31和长力臂32采用相同设计。

在本实施例中，第一单耳11的底部设置有第一安装台，第一安装台通过螺栓安装在第一拉压垫1上，第一单耳11耳片中心圆孔处采用轴承结构，第一单耳11的耳片厚度小于短力臂31上的第一双耳的双耳间隙，使得初级杠杆3与第一单耳11只能绕轴承相互转动。第二单耳21的底部设置有第二安装台，第二安装台通过螺栓安装在第二拉压垫2上，第二单耳21中心采用长条孔结构，第二单耳21的耳片厚度等于初级杠杆3的第二双耳的双耳间隙，使得初级杠杆3与第二单耳21只能沿长条孔相互滑动。

本申请的第二个方面提供了一种杠杆系统与拉压垫的连接方法，基于上述的杠杆系统与拉压垫的连接结构，包括：

步骤一：分别将第一拉压垫1和第二拉压垫2通过粘接剂与试验件固定连接，第一拉压垫1以及第二拉压垫2的中心与试验件节点重合；

步骤二：将第一单耳11安装至第一拉压垫1上，将第二单耳21安装至第二拉压垫2上；

步骤三：将初级杠杆3的短力臂31的第一双耳与第一拉压垫1的第一单耳11通过螺栓连接，将初级杠杆3的长力臂32的第二双耳与第二拉压垫2的第二单耳21通过螺栓连接。

本实施例步骤二中，第一单耳11通过螺栓螺接至第一拉压垫1上，第二单耳21通过螺栓螺接至第二拉压垫2上。

本申请的杠杆系统与拉压垫的连接结构及连接方法，实现了初级杠杆两端试验件节点相对运动的六个自由度的完全释放，试验件节点间小范围的相对运动均不会被杠杆系统限制，以初级杠杆3沿X方向放置时两节点的简单运动为例，节点间X方向的移动自由度由第二单耳21中心长条孔实现，节点间Y方向和Z方向的移动自由度第一单耳11中心轴承和第二单耳21中心长条孔共同实现，节点间绕X轴、Y轴、Z轴的转动自由度由第一单耳11中心轴承实现。其他由六个基本运动组成的复合运动自由度亦由第一单耳11中心轴承和第二单耳21中心长条孔共同实现。且此连接方法在节点发生相对运动时，初级杠杆3始终垂直于与第二单耳21连接的第二拉压垫2顶部，初级杠杆3合力点与第一拉压垫1距离始终固定，即两节点的位置可确定杠杆系统的唯一状态，保证了杠杆系统的加载稳定性。

本申请的杠杆系统与拉压垫的连接结构及连接方法，实现了试验件两节点间相对运动六个自由度的合理释放，使拉压垫与杠杆系统可以自适应试验件的变形，加载更加真实准确；改进了现有技术中杠杆系统的刚度及稳定性，保证杠杆承弯截面不发生变化；改进了现有技术中悬臂梁式单销轴传载的缺陷，降低了杠杆系统的应力集中水平，极大地提高了拉压垫与杠杆系统的强度和疲劳性能；结构简单，采用单双耳、轴承和长条孔的设计，制造及安装工艺简单，便于后期的拆卸和检查。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种杠杆系统与拉压垫的连接结构，其特征在于，包括：

拉压垫，所述拉压垫包括第一拉压垫(1)和第二拉压垫(2)，所述第一拉压垫(1)的底部设置有用于与试验件连接的粘接面，顶部安装有第一单耳(11)，所述第一单耳(11)的中心设置有轴承，所述第二拉压垫(2)的底部设置有用于与试验件连接的粘接面，顶部安装有第二单耳(21)，所述第二单耳(21)的中心开设有长条孔；

初级杠杆(3)，所述初级杠杆(3)的中心开设有安装孔，所述初级杠杆(3)具有短力臂(31)和长力臂(32)，所述短力臂(31)的端部设置有第一双耳，所述第一双耳与所述第一单耳(11)通过螺栓连接，所述长力臂(32)的端部设置有第二双耳，所述第二双耳与所述第二单耳(21)通过螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的杠杆系统与拉压垫的连接结构，其特征在于，所述第一单耳(11)的底部设置有第一安装台，所述第一安装台通过螺栓安装在所述第一拉压垫(1)上。

3.根据权利要求2所述的杠杆系统与拉压垫的连接结构，其特征在于，所述第一单耳(11)的厚度小于所述第一双耳的双耳间隙。

4.根据权利要求1所述的杠杆系统与拉压垫的连接结构，其特征在于，所述第二单耳(21)的底部设置有第二安装台，所述第二安装台通过螺栓安装在所述第二拉压垫(2)上。

5.根据权利要求4所述的杠杆系统与拉压垫的连接结构，其特征在于，所述第二单耳(21)的厚度等于所述第二双耳的双耳间隙。

6.一种杠杆系统与拉压垫的连接方法，基于权利要求1至权利要求5任意一项所述的杠杆系统与拉压垫的连接结构，其特征在于，包括：

步骤一：分别将第一拉压垫(1)和第二拉压垫(2)通过粘接剂与试验件固定连接，第一拉压垫(1)以及第二拉压垫(2)的中心与试验件节点重合；

步骤二：将第一单耳(11)安装至第一拉压垫(1)上，将第二单耳(21)安装至第二拉压垫(2)上；

步骤三：将初级杠杆(3)的短力臂(31)的第一双耳与第一拉压垫(1)的第一单耳(11)通过螺栓连接，将初级杠杆(3)的长力臂(32)的第二双耳与第二拉压垫(2)的第二单耳(21)通过螺栓连接。

7.根据权利要求6所述的杠杆系统与拉压垫的连接方法，其特征在于，步骤二中，将第一单耳(11)通过螺栓螺接至第一拉压垫(1)上，将第二单耳(21)通过螺栓螺接至第二拉压垫(2)上。

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