CN112498739B - 一种机翼类构件测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种机翼类构件测试装置，包括机架、设于机架上的固定座和扭转机构，固定座设置成能够固定并定位机翼类构件，扭转机构设置成能够夹持机翼类构件并对机翼类构件施加扭矩，机翼类构件测试装置还包括囊体，囊体设置成能够充入气体或者液体并作用于机翼类构件。

Description

一种机翼类构件测试装置

技术领域

本发明实施例涉及但不限于飞行设备测定装置，更具体地，涉及一种机翼类构件测试装置。

背景技术

飞行器结构强度和刚度设计在工程中也非常重要，但目前无很好的实验或教学装置可以满足结构复杂工况的测试实验，而飞行器机翼类构件机构的工况测试手段也很欠缺，多数采用简易的支架和手段对飞机机翼类构件结构进行力学测试，这些测试手段无法更加贴切的反映出机翼类构件工作受力状态，测试结果只能近似反映出机翼类构件结构的力学特点，无法满足实验教学和工程应用测定。现有技术在测定机翼类构件在实际环境中受到的气压、或风压等均布载荷作用时，一般采用铅粒或砂粒装在袋中模拟机翼类构件均布载荷，或者用布袋套在机翼类构件上，在布袋的下方施加砝码模拟均布载荷，砝码的力通过布袋施加到机翼类构件上，机翼类构件的上端受到的压力较大，同时施加砝码无法做到连续性，从而无法模拟实际的均布载荷。另外，现有的装置无法模拟机翼类构件在颠簸、转弯等各种复杂姿态下的性能。

发明内容

本发明实施例还提供一种机翼类构件测试装置，能够模拟机翼类结构件多种工况的实验测试。

本发明实施例提供一种机翼类构件测试装置，包括机架、设于机架上的固定座和扭转机构，固定座设置成能够固定并定位机翼类构件，扭转机构设置成能够夹持机翼类构件并对机翼类构件施加扭矩，机翼类构件测试装置还包括囊体，所述囊体设置成能够充入气体或者液体并作用于所述机翼类构件，

与现有技术相比，本发明实施例采用囊体对机翼类构件在实际环境中受到的风压、气压等均布载荷进行模拟实验。同时，本发明实施例的囊体能够与扭转机构配合实现多种复杂工况的模拟实验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例一提供的机翼类构件测试装置的立体图；

图2为图1另一个角度的立体图；

图3为本发明实施例一提供的机翼类构件测试装置的立体拆分图；

图4为本发明实施例一提供的机翼类构件测试装置的扭转结构部分立体视图；

图5为本发明实施例二提供的机翼类构件测试装置的立体图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例一提供的一种机翼类构件测试装置，包括机架1、设于机架1上的固定座2和扭转机构3。固定座2和扭转机构3分别设于机架1的两端，设置成能够固定并定位机翼类构件的两端。扭转机构3设置成能够夹持机翼类构件并对机翼类构件施加扭矩。扭转机构3主要作用是对机翼类构件施加扭矩，实现机翼类构件的旋转变形的模拟，从而能够采集机翼类构件的相关旋转角度、扭矩、扭转变形等数据来确定机翼类构件的相关性能。本实施例所述的机翼类构件可以是测试样品，也可为实际产品，一般为测试样品。

如图2、图3所示，机架1包括下壳体10和盖设于所述下壳体10的上壳体11。下壳体10包括底板101和自底部侧边向上延伸的侧壁102。底板101 设于沿机架1长度方向延伸的两条平行的导轨1011。

如图3、图4所示，扭转机构3包括固定于机架1的底板101上的第一支架31、及可转动的设于第一支架31上的转盘结构32。转盘结构32设有第一定位孔320，第一定位孔320设置成能够供机翼类构件穿入并定位。第一支架 31的底部两侧分别设有与对应导轨1011配合安装并能够在对应导轨1011上滑动的第一滑动件310。本实施例中的第一滑动件310可采用滑块或者滑轮等。本实施例的转盘结构32能够在第一支架31上转动，从而当机翼类构件定位于转盘结构32上时，可通过施加作用力使得转盘结构32转动达到施加扭矩的目的。本实施例的扭转机构3能够相对机架1的底板101进行移动，从而可调整实验空间的大小，并且能够适应不同长度的机翼类构件，同时也能够对机翼类构件不同部位的旋转变形进行模拟实验。

扭转机构3还包括分别设于机架两侧的调节机构33，调节机构33设置成能够带动转盘结构32进行上、下运动，可以在垂直方向调整转盘结构32的中心点位置，实现机翼类构件中心点与扭转机构3的中心点重合，并且调节机构33能够带动转盘结构32上、下运动实现机翼类构件动态或静态弯曲达到对机翼类构件类结构件的弯曲实验或弯曲疲劳实验；另外，在调节机构33 能够带动转盘结构32上、下运动的同时，转动转盘结构32，能够实现复杂受力的弯扭复合实验。本实施例的调节机构33为连接转盘结构32和第一支架 31的丝杠滑块结构，在其他实施方式中可采用齿条结构，在此不限定。

如图3所示，固定座2包括固定于机架1的底板101上的第二支架21和架设于第二支架上21的圆盘结构22。圆盘结构22设有第二定位孔220，第二定位孔220设置成能够供机翼类构件穿入定位。本实施例的固定座2与底板101固定连接。在其他实施方式中，第二支架21底部两端也可设有与对应导轨1011配合安装并能够在对应导轨2011上滑动的第二滑动件(未图示)。本实施例中的第二滑动件可采用滑块或者滑轮等。本实施例的固定座2能够相对机架1的底板101进行移动，从而可调整实验空间的大小，并且能够适应不同长度的机翼类构件。

如图1-3所示，机翼类构件测试装置还包括设于转盘结构33和圆盘结构 22上的夹具4，夹具4能够夹持并定位机翼类构件。夹具4包括上夹具41和下夹具42、及连接上夹具41和下夹具42的铰链(未标号)。上夹具41可以绕着铰链部位进开合，以实现夹持或者松开机翼类构件。夹具4包括多个，并分别设于转盘结构32和圆盘结构一侧边或者两侧边。转盘结构32和圆盘结构22沿周向均设有多个螺纹孔用于对应夹具4。调节机构33可以在垂直方向调整夹具4中心点，实现机翼类构件中心点与扭转机构3的中心点重合。

如图1、图2所示，机翼类构件测试装置还包括囊体5，囊体5设于下壳体10内并位于底板101上方。囊体5延伸一定或者长度，设置成能够充入气体或者液体并作用于机翼类构件，本实施例中囊体5在充入液体或气体后能够与机翼类构件下表面接触，向机翼类构件施加均布载荷。在对机翼类构件进行模拟测试时，将气体或者液体充入囊体5，当囊体5与机翼类构件下表面接触后，随着压力的增加，机翼类构件开始弯曲变形，进而实时测定气压与机翼类构件弯曲变形量。本实施例中的囊体5可以为液囊或者气囊。囊体5 设于下壳体10内，从而当对囊体5进行充入气体或液体时，下壳体10能够阻挡囊体向四周膨胀，影响实验效果。

机翼类构件在实际环境中不仅会受到扭力产生扭矩造成扭转变形，同时也会受到风压、气压等均布载荷的作用，造成弯曲变形，提升力降低、甚至产生颠簸的情形。本实施例采用囊体5对机翼类构件在实际环境中受到的风压、气压等均布载荷进行模拟实验，由于囊体5冲入气体或者液体后，体积增大，压力增加并且可以保证气囊5与机翼类构件接触界面的压强相等，从而作用于机翼类构件表面的每个点的压力均等并且是连续性，符合均布载荷的特性，更接近实际机翼类构件受到风压、气压等均布载荷的作用情形。

本实施例的囊体5与扭转机构3能够同时作用于机翼类构件上进行复合受力状态的力学特性进行试验。例如：在机翼类构件不同旋转角度的情况下，气囊5给机翼类构件表面施加均匀分布的载荷，以测试机翼类构件的扰度。

另外本实施中，气囊5可进行颠簸实验，模拟机翼类构件在实际环境中由于气压或风压造成的颠簸。具体操作方法可将机翼类构件一端通过夹具4 固定在扭转机构3上，另外一端自由或固定在固定座2上，然后通过气囊5 的加压和泄压等动作，实验机翼类构件的周期性弯曲变形，或在弯曲同时开动扭转机构3，进行小角度周期性转动等，实现复杂受力状态机翼类构件的力学特性。

如图1、图4所示，机翼类构件测试装置还包括设于机架1端部的控制及数据采集系统6，扭转机构3还包括与转盘结构31及控制及数据采集系统6 连接的第一电机34，控制及数据采集系6能够控制第一电机34带动所述转盘结构32转动。扭转机构3还包括与调节机构33和控制及数据采集系统6连接的第二电机(未图示)，控制及数据采集系6能够控制第二电机带动调节机构33运动。本实施例中的第一电机34可为伺服电机；第二电机可为直线电机，并包括两个分别设于第一支架31的两侧。

机翼类构件测试装置还包括与囊体5输入端连接的泵体(未图示)、及设于囊体5上的压强传感器(未图示)。控制及数据采集系统6与泵体和压强传感器连接并且能够控制泵体启动向所述囊体5内充入气体或液体，并且根据压强传感器感应到的压力信号控制泵体的冲入的气体或液体的流量。控制及数据采集系统6控制进入囊体5内充入气体或液体的频率可模拟颠簸实验。

机翼类构件测试装置还包括角度测量、扭矩测量、及上下位移距离等传感器等(未图示)，能够对机翼类构件类结构件实时的转动和变形数据进行采集。

如图3所示，机翼类构件测试装置还包括设于机架1底部的多个支撑底座7，多个支撑底座7支撑机架1并可调节机架1的高度。

实验测试的过程主要包括：进行扭转实验中，先将机翼类构件类结构件一端通过夹具4固定在旋转机构3上，机翼类构件类结构件的另外一端通过夹具4固定于固定座2上，然后让旋转机构3旋转，测定相关旋转角度、扭矩、扭转变形等数据。在弯曲实验中，将机翼类构件类结构件一端通过夹具4 固定在旋转结构3上或固定在固定座2上，另外一端自由状态，然后对囊体5 进行充气或者进液，当囊体5完全与机翼类构件下表面弯曲接触后，随着气压的增加，机翼类构件开始弯曲变形，进而实时测定气压或液压与机翼类构件弯曲变形量。在模拟颠簸实验中，机翼类构件一端通过夹具4固定在扭转机构3上，另外一端自由或固定在固定座2上，再通过囊体5的加压和泄压等动作，实验机翼类构件的周期性弯曲变形，或在弯曲同时开动扭转机构，进行小角度周期性转动等，实现复杂受力状态机翼类构件的力学特性。

本实施例的机翼类构件测试装置不仅能够模拟飞行过程中机翼类构件的扭转变形特点，同时能够模拟飞行过程中机翼类构件受到空气等均布压强而引起机翼类构件的弯曲，并且能够模拟飞行过程中机翼类构件在均布压强引起的弯曲和扭转等复合受力状态的力学特性、模拟飞行中颠簸受力状态的机翼类构件疲劳特性等多种复杂工况的测试，测试复杂状态下机翼类构件的变形特点。

如图5所示，本发明实施例二提供的一种机翼类构件测试装置，与实施例一的主要不同之处在于本实施例中的固定座2’、扭转机构3、及囊体5’的布置。其余部分可参照实施一，在此不赘述。

本实施例中的固定座2’包括两个分别设于机架1’的两端，扭转机构3’设于两个固定座2’之间，囊体5’包括两个分别设于两个固定座2’与扭转机构3之间的间隔内。

本实施例中的技术效果与实施一主要不同之处在于，本实施例的机翼类构件测试装置能够同时进行一对机翼类构件的模拟实验，其中一个机翼类构件可放置在第一个固定座2’与扭转机构3’之间，另一个机翼类构件可放置在第二个固定座2’与扭转机构3’之间，实现对成对机翼类构件模拟测试，更符合实际环境，实验结果更接近实际情况，实验精度高。

在本发明实施例中的描述中，术语“多个”指两个或更多个。在本发明实施例中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”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结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种机翼类构件测试装置，其特征在于，包括：机架、设于所述机架上的固定座和扭转机构，所述固定座设置成能够固定并定位机翼类构件，所述扭转机构设置成能够夹持机翼类构件并对机翼类构件施加扭矩，所述机翼类构件测试装置还包括囊体，所述囊体设置成能够充入气体或者液体并作用于所述机翼类构件；

所述扭转机构与所述机架可滑动的连接；所述机架包括下壳体，所述下壳体底部设有沿所述机架长度方向延伸的导轨；所述扭转机构包括固定于所述机架上的第一支架，所述第一支架底部设有与所述导轨配合安装并能够在所述导轨上滑动的第一滑动件。

2.根据权利要求1所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：所述扭转机构包括可转动的设于所述第一支架上的转盘结构，所述转盘结构设有第一定位孔，所述第一定位孔设置成能够供机翼类构件穿入并定位。

3.根据权利要求2所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：所述扭转机构还包括调节机构，所述调节机构设置成能够带动所述转盘结构进行上、下运动，所述调节机构为连接所述转盘结构和第一支架的丝杠滑动结构或者齿条结构。

4.根据权利要求2所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：所述固定座包括固定于所述机架上的第二支架和架设于所述第二支架上的圆盘结构，所述圆盘结构设有第二定位孔，所述第二定位孔设置成能够供机翼类构件穿入并定位。

5.根据权利要求4所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：所述固定座与所述机架可滑动的连接；所述机架包括与所述下壳体配合盖合的上壳体所述第二支架底部设有与所述导轨配合安装并能够在所述导轨上滑动的第二滑动件。

6.根据权利要求4所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：还包括多个夹具，所述多个夹具分别设于所述转盘结构的侧边和所述圆盘结构的侧边，所述多个夹具设置成能够夹持并定位机翼类构件；所述夹具包括上夹具和下夹具、及连接所述上夹具和下夹具的铰链，所述上夹具可以绕所述铰链部位进行开合。

7.根据权利要求3所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：还包括设于所述机翼类构件测试装置端部的控制及数据采集系统，所述扭转机构还包括与所述转盘结构和所述控制及数据采集系统连接的第一电机、及与所述调节机构和所述控制及数据采集系统连接的第二电机，所述控制及数据采集系统能够控制所述第一电机带动所述转盘结构转动，并且能够控制所述第二电机带动所述调节机构运动。

8.根据权利要求7所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：所述囊体设于所述机架的下壳体内并延伸一定长度，在充入液体或气体后能够与机翼类构件下表面接触；所述机翼类构件测试装置还包括与所述囊体输入端连接的泵体、及设于所述囊体上的压强传感器，所述控制及数据采集系统分别与所述泵体及所述压强传感器连接，设置成能够控制所述泵体启动并向所述囊体内充入气体或液体，并且根据所述压强传感器感应到的压力信号控制所述泵体充入的气体或液体的流量及频率。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：所述固定座和扭转机构分别设于所述机架的两端，设置成能够支撑并定位机翼类构件的两端；或者所述固定座包括多个并分别设于所述机架的两端，所述扭转机构设于所述固定座之间。

10.根据权利要求9所述的机翼类构件测试装置，其特征在于：当所述固定座包括多个并分别设于所述机架的两端，所述扭转机构设于所述固定座之间时，多个所述固定座与扭转机构之间的间隔内均设有所述囊体。

Images