CN111003200A - 一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，所述装置包括：整体式的试验台架；固定在试验台架上的滑轮座组件支撑结构、作动筒固定横梁和杠杆支座支撑结构；固定在试验台架上的试验件支持结构；前接头加载机构，其通过前接头加载作动筒和杠杆能够施加载荷于前接头；后接头加载机构，其通过侧向加载作动筒能够施加侧向载荷于后接头、通过航向加载作动筒能够施加航向载荷于后接头以及通过垂向加载作动筒及滑轮能够将施加的垂向载荷转化为航向载荷于后接头。本申请能够满足外前襟翼及接头疲劳试验功能和加载要求，进行了有效的试验件边界条件模拟，满足试验要求刚度和强度要求。

Description

一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置
技术领域
本申请属于飞机结构疲劳试验技术领域，特别涉及一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置。
背景技术
外前襟翼及接头结构形式广泛应用于飞机襟缝翼结构中，其结构的疲劳性能严重影响着飞机的飞行安全。这种结构形式兼具接头与壁板传载特性。由于结构复杂、试验件较小、结构紧凑、试验周期较长，需要设计专用装置进行疲劳试验，对于外前襟翼及接头结构单独进行疲劳试验，目前未见相关报道。本发明设计了一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，满足外前襟翼及接头疲劳试验功能和加载要求。
发明内容
本申请的目的是提供了一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请提供的技术方案是：一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，试验件包括外前襟翼、前接头和后接头，所述装置包括：
整体式的试验台架，用于将试验件所受外力转化为框架内力；
固定在所述试验台架上的滑轮座组件支撑结构、作动筒固定横梁和杠杆支座支撑结构；
固定在试验台架上的试验件支持结构，用于支持所述试验件；
安装于所述试验台架和杠杆支座支撑结构上的前接头加载机构，其通过前接头加载作动筒和杠杆能够施加载荷于所述前接头；
安装于所述试验台架和滑轮座组件支撑结构、作动筒固定横梁上的后接头加载机构，其通过侧向加载作动筒能够施加侧向载荷于所述后接头、通过航向加载作动筒能够施加航向载荷于所述后接头以及通过垂向加载作动筒及滑轮能够将施加的垂向载荷转化为航向载荷于所述后接头。
在本申请一优选实施方案中，所述试验台架由方钢及H型钢焊接而成，其中所述方钢焊接构成垂向框架，H型钢将垂向框架连接成整体式框架。
在本申请一优选实施方案中，所述滑轮座组件支撑结构、作动筒固定横梁及杠杆支座支撑结构均通过螺栓与试验台架连接。
在本申请一优选实施方案中，所述试验件支持包括上支持、中支持、下支持和固定侧板，上支持、下支持与固定侧板固定连接，上支持、中支持、下支持通过两侧螺栓连接为一个整体且加持试验件，固定侧板通过螺栓与试验台架连接。
在本申请一优选实施方案中，所述前接头加载机构包括摇臂、杠杆、杠杆支座和前接头加载作动筒，杠杆支座通过螺栓与杠杆支座支撑结构连接，前接头加载作动筒固定端通过作动筒固定横梁与试验台架相连，前接头加载作动筒另一端铰接于杠杆，杠杆与前接头之间设有摇臂，前接头加载作动筒施加载荷能够通过杠杆将载荷施加在前接头上。
在本申请一优选实施方案中，所述前接头加载作动筒通过单双耳结构铰接于所述杠杆。
在本申请一优选实施方案中，所述后接头加载机构包括侧向加载作动筒、后接头加载板、航向加载作动筒、垂向加载作动筒、滑轮座组件和钢索，侧向加载作动筒、航向加载作动筒和垂向加载作动筒的固定端分别通过作动筒固定横梁与试验台架相连，滑轮座组件通过螺栓与滑轮座组件支撑结构连接，后接头的航向载荷和侧向载荷分别通过航向加载作动筒和侧向加载作动筒加载，后接头的垂向载荷通过垂向加载作动筒连接钢索并经滑轮座组件转向连接至固定在后接头上的后接头加载板，以实现垂向载荷转化为与航向平行的载荷。
在本申请一优选实施方案中，所述侧向加载作动筒和航向加载作动筒通过单双耳连接结构连接于所述后接头。
本申请的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置中试验台架具有自平衡功能且结构紧凑，可以略去常用的试验承力地坪，节省试验资源，且能够满足外前襟翼及接头疲劳试验功能和加载要求，进行了有效的试验件边界条件模拟，满足试验要求刚度和强度要求，可以为外前襟翼及接头疲劳试验提供设计依据。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置示意图。
图2为本申请的试验件示意图。
图3为本申请的试验件支持机构示意图。
图4为本申请的前接头加载机构示意图。
图5为本申请的后接头加载机构示意图。
附图标记：
1-试验台架；
2-滑轮座组件支撑结构；
3-作动筒固定横梁；
4-杠杆支座支撑结构；
5-试验件，51-前襟翼，52-前接头，53-后接头；
6-试验件支持结构，61-上支持，62-中支持，63-下支持，64-固定侧板；
7-前接头加载机构，71-摇臂，72-杠杆，73-杠杆支座，74-单耳接头，75-前接头加载作动筒；
8-后接头加载机构，81-侧向加载作动筒，82-侧向单耳接头，83-侧向双耳接头，84-后接头加载板，85-航向双耳接头，86-航向加载作动筒，87-垂向加载作动筒，88-垂向单耳接头，89-滑轮座组件，90-钢索。
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。
如图1至图5所示，为了对外前襟翼及接头进行疲劳试验，本申请中首先构建了外前襟翼及接头试验件，所述试验件与真实结构相同或相似，其主要由前襟翼51、前接头52和后接头53组成，如图2所示。
为此，本申请提出的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置包括：试验台架1、滑轮座组件支撑结构2、作动筒固定横梁3、杠杆支座支撑结构4、试验件支持6、前接头加载机构7和后接头加载机构8。
如图1所示，试验台架1是一个整体式的闭合框架，用来将试验件5所承受的外力转化为框架内力，具有自平衡功能。
在本申请一实施例中，试验台架1可由方钢及H型钢焊接而成，其中所述方钢焊接构成垂向框架，H型钢将垂向框架连接成整体式框架
滑轮座组件支撑结构2、作动筒固定横梁3和杠杆支座支撑结构4均固定在试验台架1上，分别用来固定滑轮座组件89、侧向加载作动筒81及杠杆支座73。
在本申请一实施例中，滑轮座组件支撑结构2、作动筒固定横梁3及杠杆支座支撑结构4可以通过螺栓与试验台架1连接。在另一实施例中，上述螺栓连接还可以采用焊接进行固定。
如图3所述，试验件支持结构6固定在试验台架1上，其用来支持试验件5。试验件支持结构6主要由上支持61、中支持62、下支持63和固定侧板64，上支持61、下支持63通过螺栓与固定侧板63连接，上支持61、中支持62、下支持63通过两侧螺栓连接为一个整体，试验件支持结构6两侧的固定侧板64通过螺栓与试验台架1连接，通过此支持可以模拟出试验件5的固定支持边界条件。
如图4所示的前接头加载机构示意图，前接头加载机构7包括摇臂71、杠杆72、杠杆支座73、单耳接头74和前接头加载作动筒75，杠杆支座73通过螺栓与杠杆支座支撑结构4连接，前接头加载作动筒75固定端通过作动筒固定横梁3与试验台架1相连，杠杆72可运动的设置在杠杆支座73上，前接头加载作动筒75加载端通过单耳接头74大致的铰接在杠杆72的中部，杠杆72与前接头52之间设有摇臂71，通过前接头加载作动筒75施加载荷，载荷能够通过杠杆72将施加传递至前接头52上。
如图5所示的后接头加载机构示意图，后接头加载机构8包括侧向加载作动筒81、侧向单耳接头82、侧向双耳接头83、后接头加载板84、航向双耳接头85、航向加载作动筒86、垂向加载作动筒87、垂向单耳接头88、滑轮座组件89和钢索90。侧向加载作动筒81、航向加载作动筒86和垂向加载作动筒87的固定端分别通过作动筒固定横梁3与试验台架1相连，滑轮座组件89通过螺栓与滑轮座组件支撑结构2连接，后接头加载板84与后接头53连接。
后接头53的航向载荷和侧向载荷分别通过航向加载作动筒86和侧向加载作动筒81加载，其中，侧向加载作动筒81通过由侧向单耳接头82和侧向双耳接头83连接至后接头加载板84，航向加载作动筒86通过航向双耳接头85连接至后接头加载板84。
后接头53的垂向载荷通过垂向加载作动筒87连接有钢索90并经滑轮座组件89转向连接至固定在后接头53上的后接头加载板84，以实现垂向载荷转化为与航向平行的载荷，继而通过垂向作动筒加载，从而有效得降低一体化试验台架的高度，使试验装置结构紧凑。。
本申请的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置中试验台架具有自平衡功能且结构紧凑，可以略去常用的试验承力地坪，节省试验资源，且能够满足外前襟翼及接头疲劳试验功能和加载要求，进行了有效的试验件边界条件模拟，满足试验要求刚度和强度要求，可以为外前襟翼及接头疲劳试验提供设计依据。
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 (8)

1.一种用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，试验件(5)包括外前襟翼(51)、前接头(52)和后接头(53)，其特征在于，所述装置包括：
整体式的试验台架(1)，用于将试验件(5)所受外力转化为框架内力；
固定在所述试验台架(1)上的滑轮座组件支撑结构(2)、作动筒固定横梁(3)和杠杆支座支撑结构(4)；
固定在试验台架(1)上的试验件支持结构(6)，用于支持所述试验件(5)；
安装于所述试验台架(1)和杠杆支座支撑结构(4)上的前接头加载机构(7)，其通过前接头加载作动筒(75)和杠杆(72)能够施加载荷于所述前接头(52)；
安装于所述试验台架(1)和滑轮座组件支撑结构(2)、作动筒固定横梁(3)上的后接头加载机构(8)，其通过侧向加载作动筒(81)能够施加侧向载荷于所述后接头(52)、通过航向加载作动筒(86)能够施加航向载荷于所述后接头(52)以及通过垂向加载作动筒(87)及滑轮能够将施加的垂向载荷转化为航向载荷于所述后接头(52)。
2.如权利要求1所述的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，其特征在于，所述试验台架(1)由方钢及H型钢焊接而成，其中所述方钢焊接构成垂向框架，H型钢将垂向框架连接成整体式框架。
3.如权利要求1所述的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，其特征在于，所述滑轮座组件支撑结构(2)、作动筒固定横梁(3)及杠杆支座支撑结构(4)均通过螺栓与试验台架(1)连接。
4.如权利要求1所述的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，其特征在于，所述试验件支持(6)包括上支持(61)、中支持(62)、下支持(63)和固定侧板(64)，上支持(61)、下支持(62)与固定侧板(64)固定连接，上支持(61)、中支持(62)、下支持(63)通过两侧螺栓连接为一个整体且加持试验件(5)，固定侧板(64)通过螺栓与试验台架(1)连接。
5.如权利要求1所述的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，其特征在于，所述前接头加载机构(7)包括摇臂(71)、杠杆(72)、杠杆支座(73)和前接头加载作动筒(75)，杠杆支座(73)通过螺栓与杠杆支座支撑结构(4)连接，前接头加载作动筒(75)固定端通过作动筒固定横梁(3)与试验台架(1)相连，前接头加载作动筒(75)另一端铰接于杠杆(72)，杠杆(72)与前接头(52)之间设有摇臂(71)，前接头加载作动筒(75)施加载荷能够通过杠杆(72)将载荷施加在前接头(52)上。
6.如权利要求5所述的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，其特征在于，所述前接头加载作动筒(75)通过单双耳结构铰接于所述杠杆(72)。
7.如权利要求1所述的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，其特征在于，所述后接头加载机构(8)包括侧向加载作动筒(81)、后接头加载板(84)、航向加载作动筒(86)、垂向加载作动筒(87)、滑轮座组件(89)和钢索(90)，侧向加载作动筒(81)、航向加载作动筒(86)和垂向加载作动筒(87)的固定端分别通过作动筒固定横梁(3)与试验台架(1)相连，滑轮座组件(89)通过螺栓与滑轮座组件支撑结构(2)连接，后接头(53)的航向载荷和侧向载荷分别通过航向加载作动筒(86)和侧向加载作动筒(81)加载，后接头(53)的垂向载荷通过垂向加载作动筒(87)连接钢索(90)并经滑轮座组件(89)转向连接至固定在后接头(53)上的后接头加载板(84)，以实现垂向载荷转化为与航向平行的载荷。
8.如权利要求7所述的用于外前襟翼及接头试验件的疲劳试验装置，其特征在于，所述侧向加载作动筒(81)和航向加载作动筒(86)通过单双耳连接结构连接于所述后接头加载板(84)。
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