CN112067332A - 一种飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞艇柔性结构试验集中力加载试验的试验装置，它属于试验装置，其解决了传统集中力加载装置里无法完成对柔性结构集中力进行加载的技术缺陷。它主要包括试验台主体支架、张紧装置、加载装置和模拟加载块。试验台主体支架用于组合固定各装置，张紧装置用于固定试验件以及提供初始张紧力，模拟加载块固定在试验件上，模拟飞艇柔性结构的集中力来源，加载装置用于对模拟加载块加载各个方向的力，模拟柔性结构所受到各个方向的集中力。

Description

一种飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置

技术领域

本发明属于柔性结构试验集中力加载领域，尤其涉及一种飞艇柔性结构试验集中力载荷设计及加载方法。

背景技术

除气动载荷、浮压和分布力，如分布在艇体周身的惯性载荷外，作用于飞艇上的载荷均为集中力。目前，常用的集中力加载试验主要是针对刚性结构的静力试验，无法对柔性结构进行有效加载，对于柔性结构飞艇加载效果不佳。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种飞艇柔性结构集中力加载试验台，以满足对于飞艇柔性结构集中力加载模拟的要求，提高试验台上对于飞艇柔性结构检测的准确性，节约空间，节省成本。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明飞艇柔性结构试验气动载荷试验装置的结构特点是：该飞艇柔性结构试验气动载荷试验装置包括试验台主体支架、伺服电缸、模拟加载块、拉压力传感器、连接件a、连接件b、定滑轮、固定棒a、固定棒b、静态电阻应变仪、数据采集模块、应变片，气缸为试验加载提供动力，安装在试验台主体支架上，人试验台主体支架固定张紧试验件，静态电阻应变仪、数据采集模块、拉压力传感器、应变片收集试验数据，安装在试验件上。

本发明飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置的结构特点是：所述试验台主体支架由60mm*60mm，厚6mm的方管钢焊接组成，伺服电缸通过螺栓与试验台主体支架连接。

本发明飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置的结构特点是：伺服电缸通过螺纹连接安装在试验台主体支架上，通过往复运动为试验加载提供动力。试验件四边有布套，通过向相对两条边的布套中穿入固定棒a，再将固定棒a两端穿过试验台架角钢的长条通孔中，将试验件架在两条角钢之间；试验件另两条相对边的布套中穿入固定棒b，一侧连接张紧装置，一侧固定。

本发明飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置的结构特点是：模拟加载块模拟布置在艇体周围的动力装置，上面焊接有连接件A和连接件B，通过布套固定在囊体片上。用绳子穿过连接件B和定滑轮，将模拟加载块与伺服电缸连接起来，侧面通过连接件B与互相垂直的伺服电缸B，伺服电缸C连接。在模拟集中力加载时，通过控制三部伺服电缸的行程，能够模拟载荷在空间三个方向上的分量，加载到模拟加载块上。

本发明飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置的结构特点是：在测试件表面贴合100个应变片并与静态电阻应变仪连接，以测量加载时试验件的应变情况，拉压力传感器通过螺纹与电缸连接，并连接数字采集模块，收集和控制加载试验载荷分布情况。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明采用微元法的思想，截取柔性浮空器表面很小一块囊体片视作平面，通过对试验装置内伺服电缸进行控制，进而模拟出浮空器艇体所在空中所受的各个角度的集中力，满足试验要求，使加载结果更加贴近集中力加载实际情况。

2、本发明对截取的飞艇柔性表面很小一块囊体片进行加载试验，大幅节约空间，简化试验台结构。

3、本发明通过在三轴方向设置伺服电缸，能够提供任意方向的合力加载，能够模拟加载飞艇柔性各个方向的集中力，试验可覆盖范围广，操作性强。

4、本发明使用伺服电缸往复运动提供动力，操作简单，成本低廉，容易安装，结构简洁。

5、本发明在试验件表面设置应变片，在伺服电缸与夹具连接处设置拉压力传感器，根据传感器信号进一步控制伺服电缸行程，以控制施加在试验件上的载荷，实现试验步骤自动化，进一步提高试验精度。

附图说明

图1是飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置总体布置图；

图2是飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置主体支架布置图；

图3是飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置模拟加载块布置图；

图中：1、伺服电缸A，2、伺服电缸B，3、伺服电缸C，4、试验台主体支架，5、定滑轮，6、模拟加载块，7、囊体片，8、固定棒a，9、固定棒b，10、连接件a，11、连接件b，12、加载块主体。

具体实施方式

利用上述试验装置，完成对飞艇柔性结构试验件的集中力载荷加载。

参见图1，本实施例中飞艇柔性结构试验台的结构形式是：设置用于容纳张紧飞艇柔性表面囊体片试验件的试验台主体支架4，试验台主体支架上分别固定伺服电缸A1、伺服电缸B2、伺服电缸C 3和定滑轮5。

具体实施中，首先通过控制伺服电缸A1，使得其上拉压力传感器采集的数据为0，即抵消模拟加载块质量的影响。通过控制伺服电缸A1、伺服电缸B 2、伺服电缸C 3的伸缩往复运动，产生合力作用在模拟加载块6上，达到加载集中力的目的；可以分别控制各个伺服电缸的行程，对模拟加载块6施加不同方向的合力载荷，真实模拟浮空器各个工况下所受各个方向的集中力。

图2中所示，试验件四边有布套，通过向相对两条边的布套中穿入固定棒A，再将固定棒A两端穿过试验台架角钢的长条通孔中，将试验件架在两条角钢之间；试验件另两条相对边的布套中穿入固定棒B，用以连接张紧装置。

如图3所示，本实施例中，模拟加载块模拟布置在艇体周围的动力装置，加载块主体上面焊接有连接件a 10和连接件b 11，通过布套固定在囊体片上。用绳子穿过连接件a10和定滑轮5，将模拟加载块与伺服电缸A1连接起来，侧面通过连接件B与互相垂直的伺服电缸B 2，伺服电缸C 3连接。在模拟集中力加载时，通过控制三部伺服电缸的行程，能够模拟载荷在空间三个方向上的分量，加载到模拟加载块上。

具体实施中，若要模拟某一方向的集中力，将该集中力沿三轴方向分解，通过控制伺服电缸A1、伺服电缸B 2、伺服电缸C 3的行程加载三轴方向的分力，完成模拟加载块该方向集中力的加载。

Claims (3)

1.一种飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置，其特征是：设置用于固定被测囊体片(7)的试验台主体支架(4)，所述试验台主体支架(4)的两端设置有带有长条通孔的角钢，用于支撑固定棒a(8)和固定棒b(9)；在所述试验台主体支架(4)的安装架上固定伺服电缸A(1)、伺服电缸B(2)、伺服电缸C(3)和定滑轮(5)，构成对被测囊体片进行加载的加载装置；所述被测囊体片(7)四边处有布套，通过向相对两条边的布套中穿入固定棒a，再将固定棒a两端穿过试验台架角钢的长条通孔中，将试验件架在两条角钢之间；试验件另两条相对边的布套中穿入固定棒b，用以连接张紧装置；在所述被测囊体片(7)上固定模拟加载块(6)，模拟在艇体表面产生集中力的飞艇设备。

2.根据权利要求1所述的飞艇柔性结构试验集中力加载试验装置，其特征是：所述模拟加载块(6)是由固定在被测囊体片(7)上的加载块主体(12)和固定在其上的连接件a(10)与连接件b(11)组成。

3.根据权利要求1或2所述的浮空气囊检漏试验台，其特征是：进行加载操作，包括操作伺服电缸A(1)、伺服电缸B(2)和伺服电缸C(3)，对模拟加载块(6)施加试验载荷的三轴方向的分力。

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