CN116256234B - 靶弹弹翼的静力试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及静力试验仪器技术领域，提供了一种靶弹弹翼的静力试验装置，包括载具、安装座、加载机构和连接结构。载具具有测试空间，安装座设置在载具的底部并位于测试空间内，安装座适于固定靶弹，加载机构包括安装块及推杆，安装块固定连接在载具上，推杆可移动地设置在安装块上，推杆适于对靶弹弹翼加载载荷，连接结构适于将安装块固定在载具上。本发明提供的静力试验装置更加符合靶弹的静力试验要求，能够对安装在弹身上的靶弹弹翼进行静力试验，且结构简单，易于生产制造。

Description

靶弹弹翼的静力试验装置

技术领域

本发明涉及静力试验仪器技术领域，具体涉及一种靶弹弹翼的静力试验装置。

背景技术

在靶弹的设计中，弹翼作为产生升力的主要部件，为靶弹的飞行提供了最有力的保障。基于弹翼的工作情况，要求弹翼可以承受全弹数倍乃至十几倍重力的载荷，弹翼的强度设计是极其重要的。弹翼设计完成后，结构强度一般通过有限元仿真完成，对于安全系数较小的弹翼，还需要进一步的静力试验以确定弹翼强度是否满足设计要求。对于靶弹，其全弹尺寸较小，在进行弹翼静力试验时一般安装至弹身后进行。目前市场上的静力试验装置较为专用，无法针对弹翼的实际构造对其进行静力试验，不足以满足日益增长的市场需求。故而，设计一款针对包含靶弹在内的小型弹的弹翼静力试验装置是必要的。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的静力试验装置较为专用，无法针对弹翼的实际构造对其进行静力试验的缺陷，从而提供一种靶弹弹翼的静力试验装置。

为了解决上述问题，本发明提供了一种靶弹弹翼的静力试验装置，包括：

载具，所述载具具有测试空间；安装座，所述安装座设置在所述载具的底部并位于所述测试空间内，所述安装座适于固定靶弹；加载机构，包括安装块及推杆，所述安装块固定连接在所述载具上，所述推杆可移动地设置在所述安装块上，推杆适于对靶弹弹翼加载载荷；连接结构，适于将安装块固定在所述载具上。

可选地，所述安装块上设置有螺纹孔，推杆为丝杆，所述丝杆穿设在所述螺纹孔内。

可选地，所述加载机构还包括加压筒，所述加压筒的外底壁适于与靶弹弹翼配合，所述丝杆的端部穿设在所述加压筒内，所述丝杆的端部和所述加压筒之间设置有弹性件。

可选地，所述丝杆的端部设置有环形台阶，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端与所述环形台阶抵接，另一端与所述加压筒的内底壁抵接。

可选地，所述加压筒的底壁上设置有压力传感器。

可选地，所述丝杆的端部设置有手轮。

可选地，所述载具还包括安装梁，所述安装梁上设置有第一安装孔，所述安装块上设置有第二安装孔，所述连接结构包括连接螺钉，所述连接螺钉穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔。

可选地，所述安装块为方形块，所述第二安装孔为四个，四个第二安装孔设置在所述安装块的四角处。

可选地，所述载具为框架结构。

可选地，所述框架结构的顶部包括横梁和纵梁，所述安装梁连接在所述横梁的侧部。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的静力试验装置，包括载具、安装座、加载机构和连接结构。载具具有测试空间，安装座设置在载具的底部并位于测试空间内，安装座适于固定靶弹，加载机构包括安装块及推杆，安装块固定连接在载具上，推杆可移动地设置在安装块上，推杆适于对靶弹弹翼加载载荷，连接结构适于将安装块固定在载具上。

使用时，将安装好弹翼的靶弹通过安装座固定在测试空间内，可以参照靶弹弹翼的位置通过连接结构将安装块固定在载具上，通过推杆向靶弹弹翼加载载荷。本发明的静力试验装置能够适应靶弹弹翼的设置位置，更加适用于对安装在弹身上的靶弹弹翼进行静力试验，且结构简单，易于生产制造。

2.本发明提供的静力试验装置，安装块上设置有螺纹孔，推杆为丝杆，丝杆穿设在螺纹孔内。对靶弹弹翼加载载荷时，可以转动丝杆，丝杆相对安装块向靶弹弹翼的方向运动就可以对靶弹弹翼施加压力，便于操作。

3.本发明提供的静力试验装置，加载机构还包括加压筒，加压筒的外底壁适于与靶弹弹翼配合，丝杆的端部穿设在加压筒内，丝杆的端部和加压筒之间设置有弹性件。丝杆的端部可以将压力通过弹性件传递给加压筒，加压筒再将压力传递给靶弹弹翼。加压筒的外底壁可以增加与靶弹弹翼的接触面积，以方便将压力均匀的传递给靶弹弹翼。弹性件和丝杆配合有利于提高对靶弹弹翼加载载荷的精度。

4.本发明提供的静力试验装置，丝杆的端部设置有环形台阶，弹性件为弹簧，弹簧的一端与环形台阶抵接，另一端与加压筒的内底壁抵接。丝杆的端部设置的环形台阶可以将弹簧预压在加压筒内，且提高对弹簧施加压力的稳定性。丝杆和弹簧配合虽然会增加行程，但是有利于对靶弹弹翼进行精密加载。

5.本发明提供的静力试验装置，加压筒的外底壁上设置有压力传感器。压力传感器可以采集加压筒对靶弹弹翼施加压力的数据。

6.本发明提供的静力试验装置，所述丝杆的端部设置有手轮。手轮可以便于转动丝杆，以精确地控制施加压力的大小。

7.本发明提供的静力试验装置，载具还包括安装梁，安装梁上设置有第一安装孔，安装块上设置有第二安装孔，连接结构包括连接螺钉，连接螺钉穿过第一安装孔和第二安装孔。载具上的安装梁可以便于安装块调整安装位置，以使得加压筒的外底壁与靶弹弹翼上的测试位置对应，第一安装孔的位置可以根据第二安装孔的位置确定，以使得加压筒的外底壁朝向靶弹弹翼的外表面，使加压筒的外底壁与靶弹弹翼紧密的贴合在一起。

8.本发明提供的静力试验装置，安装块为方形块，第二安装孔为四个，四个第二安装孔设置在安装块的四角处。四个第二安装孔设置在安装块边缘可以提高安装块安装的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中静力试验装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中安装块对应X型布局靶弹弹翼的安装角度示意图；

图3是本发明实施例中安装块对应十字型布局靶弹弹翼的安装角度示意图；

图4是本发明实施例中静力试验装置另一角度的结构示意图；

图5是图4中A处的放大图；

图6是本发明实施例中安装座的结构示意图；

图7是本发明实施例中安装座的另一角度结构示意图；

图8是本发明实施例中加压筒的剖视图；

图9是本发明实施例中多个加载机构安装在安装梁上的结构示意图。

附图标记说明：

1、载具；11、测试空间；12、横梁；13、纵梁；14、直角形结合钣；15、支撑柱；16、安装梁；17、支撑梁；2、安装座；21、固定板；22、压板；31、安装块；311、第二安装孔；32、推杆；321、环形台阶；33、手轮；41、靶弹弹翼；42、弹身；43、滑块；51、加压筒；52、弹性件；6、压力传感器；71、拉头；72、本体；73、测绳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考图1，本发明提供了一种靶弹弹翼的静力试验装置，包括载具1、安装座2、加载机构和连接结构。载具1具有测试空间11，安装座2设置在载具1的底部并位于测试空间11内，安装座2适于固定靶弹，加载机构包括安装块31及推杆32，安装块31固定连接在载具1上，推杆32可移动地设置在安装块31上，推杆32适于对靶弹弹翼41加载载荷，连接结构适于将安装块31固定在载具1上。

详细地，载具为框架结构，在框架结构内部形成测试空间11，框架结构可以由横梁12和纵梁13连接而成，例如图1所示的结构，框架结构的顶部包括两根横梁12和两根纵梁13，横梁12和纵梁13之间通过连接件固定，连接件可以为直角形结合钣14，在直角形结合钣14和横梁12、纵梁13对应的位置打孔，之后通过铆钉或螺钉进行固定。框架结构的底部与顶部的结构相同，框架结构的底部与顶部通过支撑柱15连接，支撑柱15将框架结构的顶部和底部支撑起一定的距离，由此形成测试空间11。

靶弹包括靶弹弹翼41和弹身42，安装座2可以将弹身42固定，这样在测试空间11内，靶弹弹翼41位置也相对固定。使用时，在确定好靶弹弹翼41位置之后，可以通过连接结构调整安装块31的安装位置，以使得推杆32朝向靶弹弹翼41，推杆32可以相对安装块31向靶弹弹翼41的方向运动，以对靶弹弹翼41施加压力，由此方便后续计算靶弹弹翼41在预设载荷下的形变程度，判断靶弹弹翼41是否满足设计要求。

本发明的静力试验装置为靶弹设置了测试空间11，在测试空间11内可以通过安装座2固定靶弹，以确定靶弹弹翼41的位置，而且连接结构可以调整安装块31的位置，以便于设置在安装块31上的推杆32更准确地对靶弹弹翼41施加压力。本发明提供的静力试验装置更加符合靶弹的静力试验要求，且结构简单，易于生产制造。

参考图1和图2，在本发明的一个实施例中，载具1还包括安装梁16，安装梁16上设置有第一安装孔，第一安装孔的位置可以根据靶弹弹翼41的位置进行确定，安装块31上设置有第二安装孔311，连接结构可以包括连接螺钉，连接螺钉穿过第一安装孔和第二安装孔311。

详细地，安装梁16可以为板状结构，在确定好靶弹弹翼41上测试点的位置之后，可以在安装梁16上打孔，以形成第一安装孔，之后将安装块31的第二安装孔311与第一安装孔对齐，并通过连接螺钉将安装块31固定在安装梁16上，那么推杆32就可以准确地与靶弹弹翼41的测试点对应，以更准确地对其加载载荷。靶弹弹翼41在弹身42上一般呈X型布局或者十字型布局，在安装梁16上进行钻孔可以适应靶弹弹翼41不同的布局方式。

例如，参考图2，对X型布局的靶弹弹翼41进行静力试验时，靶弹弹翼41与水平面呈45度夹角，那么安装梁16可以水平设置在载具1上，在安装梁16上的对应位置打孔，形成第一安装孔，将安装块31的第二安装孔311和第一安装孔通过连接螺钉固定，推杆32与安装梁16之间呈45度角，就可以让推杆32准确地与X型布局的靶弹弹翼41测试点对应。

参考图3，对十字型布局的靶弹弹翼41进行静力试验时，靶弹弹翼41与水平面平行，那么就可以将安装梁16水平设置在载具1上，在安装梁16上的对应位置打孔，形成第一安装孔，将安装块31的第二安装孔311和第一安装孔通过连接螺钉固定，推杆32与安装梁16垂直，就可以让推杆32准确地与十字型布局的靶弹弹翼41测试点对应。

除了X型布局和十字型布局之外，安装块31和安装梁16的固定方式还可以适应其他布局的靶弹弹翼，在此不再一一例举。

参考图2，在本发明的一个实施例中，安装块31为方形块，第二安装孔311为四个，四个第二安装孔311设置在所述安装块的四角处。相应地，在安装梁16上也需要设置四个第一安装孔，并通过四个连接螺钉将安装块31固定在安装梁16上，将安装块31的四角与安装梁16连接在一起可以有效地提高稳定性。

参考图1和图2，在本发明的一个实施例中，安装梁16连接在横梁12的侧部。例如安装梁16的边缘可以为L型弯折段，L型弯折段与横梁12的侧部贴合在一起，在L型弯折段和横梁12对应的位置打孔，之后通过铆钉或螺钉连接。可以根据靶弹弹翼41的位置确定安装梁16的安装位置，由此方便推杆32与对应的靶弹弹翼41测试点接触。

参考图4和图5，在本发明的一个实施例中，安装座2包括固定板21、压板22，在弹身42底部设置有滑块43。固定板21通过螺钉固定在载具1的底部，压板22将滑块43压紧在固定板21上。

为了保证弹身42的稳定性，可以在弹身42底部设置两个滑块43，在两个滑块43对应的位置分别设置一个安装座2。由此提高靶弹在测试空间11内的稳定性。

参考图6和图7，在本发明的一个实施例中，压板22上设置有缺口，滑块43的底部设置有底托。压板22通过缺口套在滑块43上，并且将底托压住，压板22通过螺钉固定在固定板21上。

参考图5和图6，在本发明的一个实施方式中，两个安装座2的压板22缺口朝向相反，并且将各自对应的滑块43分别固定在两个固定板21上。两个压板22的缺口朝向相反可以防止弹身42相对固定板21沿弹身42的延伸方向滑动。

参考图1，在本发明的一个实施方式中，安装座2的底部设置有支撑梁17,支撑梁17连接在载具1底部的纵梁13的侧部。由于安装座2要承受靶弹的重量并承载加载机构施加的压力，支撑梁17可以提供支撑力，以保证安装座2不会发生高度方向上的位移，提高安装座2的稳定性。

具体地，支撑梁17可以设置有两根或者更多根，每根支撑梁17的两端连接在载具1底部纵梁13的侧部，固定板21通过螺钉固定在支撑梁17上。

在弹身42固定好之后，就可以通过安装块31和推杆32向靶弹弹翼41加载载荷。参考图1和图2，在本发明的一个实施例中，安装块31上设置有螺纹孔，推杆32为丝杆，丝杆穿设在螺纹孔内。安装块31可以按照上文中提到的固定方式进行定位布置，以适应X型布局、十字型布局的靶弹弹翼41。

对靶弹弹翼41加载载荷时，可以转动丝杆，丝杆相对安装块31向靶弹弹翼41的方向运动就可以对靶弹弹翼41施加压力，便于操作。且可以通过调整丝杆的螺纹精度，可以对靶弹弹翼41进行精密加载。

在本发明的一个实施例中，加载机构还包括加压筒51，加压筒51的外底壁适于与靶弹弹翼41配合，丝杆的端部穿设在加压筒51内，丝杆的端部和加压筒51之间设置有弹性件52。

丝杆的端部向靶弹弹翼41的方向运动时，可以将压力通过弹性件52传递给加压筒51，加压筒51的外底壁与靶弹弹翼41接触，并向靶弹弹翼41施加压力。加压筒51的外底壁可以增加与靶弹弹翼41的接触面积，以方便压力均匀的传递给靶弹弹翼41。弹性件52和丝杆配合，可以提高对靶弹弹翼41加载的精度。

参考图8，在本发明的一个实施方式中，丝杆的端部设置有环形台阶321，弹性件52为弹簧，弹簧的一端与环形台阶321抵接，另一端与加压筒51的内底壁抵接。环形台阶321可以增加丝杆端部的面积，方便弹簧能够完全抵接在环形台阶321上，提高载荷加载的稳定性。

弹簧具有一定的劲度系数，丝杆和弹簧的配合可以将载荷转变为弹簧的形变量。例如，选定好弹簧之后，将弹簧的劲度系数记为k，将弹簧的形变量记为，将弹簧的最大弹性力记为/>，将弹簧的最大形变量记为X，将弹簧的长度记为S。那么弹簧的弹性力F可以通过如下两个公式进行计算：

……公式1

……公式2

在对弹簧施加载荷时，可以通过上述公式计算弹簧的弹性力F，并且通过上述任意一个公式可以看出，弹簧的弹性力与弹簧的形变量和长度X有关，当弹簧的形变量/>越小、弹簧的长度X越大时，弹簧提供弹性力F的精度越高，而弹簧的形变量/>与丝杆加载的螺距有关，例如丝杆的螺距为定值P，丝杆每旋转一周，丝杆运动距离为P，弹簧的形变量/>也为P，那么丝杆转动时，丝杆运动的距离越小，弹簧的形变量越小，载荷加载的精度越高。因此，相比于直接加载载荷的方式，通过丝杆和弹簧配合虽然会增加行程，但是可以提高加载载荷的精度，从而实现对靶弹弹翼41载荷的精密加载。

参考图8，在本发明的一个实施方式中，在加压筒51开口设置有与环形台阶321配合的限位结构，限位结构可以防止丝杆与加压筒51分离。限位结构可以是由加压筒51开口侧壁向加压筒51内腔旋进的螺钉，螺钉凸出加压筒51的内壁，并位于环形台阶321朝向加压筒51开口的一端。

参考图1和图2，在本发明的一个实施例中，加压筒51的外底壁上设置有压力传感器6。压力传感器6可以测量加压筒51对靶弹弹翼41施加的压力数据。

使用时，在固定好安装块31之后，可以通过调整丝杆使得压力传感器6与靶弹弹翼41轻贴合，压力传感器测量到的压力数据为0，将此状态记为状态A，状态A为加载载荷的启动状态。

进行加载时，可以控制丝杆转动并压缩弹簧，使得加压筒51向压力传感器6施加压力，压力传感器6将压力传递给靶弹弹翼41。继续加载直至压力传感器6测量到的压力数据满足预设值，将此状态记为状态B。状态B为加载完成状态。

由于压力传感器6无法显示数据，可以将压力传感器6与上位机连接，上位机通过逆变器对压力信号进行计算，并且显示在上位机的显示屏上，以方便工作人员实时观察。

加载完成之后，可以通过应变片采集靶弹弹翼41的应变数据，根据材料杨氏模型进行计算应力。可以通过位移传感器采集翼尖变形程度，并根据此计算靶弹弹翼41的挠度。位移传感器可以选用电位移式传感器，例如参考图4，拉头71与翼尖之间通过使用快干胶固定，本体72与载具通过螺钉固定，拉头71和本体72之间通过测绳73连接，本体72内的传感器与测绳73配合得到位移数据。本领域技术人员知道应变片的工作原理、应力计算方法和位移传感器的设置方式，在此不再详细说明。

在本发明的一个实施例中，丝杆的端部设置有手轮33。可以通过手轮33控制丝杆转动，便于操作。

在本发明的另一个实施例中，丝杆的端部可以设置有驱动电机。通过驱动电机的输出端控制丝杆转动，便于操作。

在本发明的一个实施例中，在载具1上可以设置多个加载机构，以对靶弹弹翼41进行多点加载。例如图9所示，在安装梁16上可以设置两个安装块31、推杆32，以实现对靶弹弹翼41上两个检测点进行加载。如图1所示，载具1上可以设置多个安装梁16，并且每个安装梁16上设置至少一个安装块31和推杆32。

按照以上的设置方式，本发明的靶弹弹翼41试验装置可以完成对靶弹弹翼上1至20个测试点加载载荷，由此适应实际应用中靶弹弹翼41承受的载荷，以更准确地测试靶弹弹翼41的强度是否满足要求。

需要说明的是，在进行多点加载时，首先将其中一个压力传感器6加载至状态B，然后再将其余的压力传感器6加载至状态B，当最后一个压力传感器6加载完成时，前面已完成加载的测试点可能会出现卸载的情况，可以重复上一个步骤再对不满足状态B的压力传感器6进行加载。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种靶弹弹翼的静力试验装置，其特征在于，包括：

载具（1），所述载具（1）具有测试空间（11）；

安装座（2），所述安装座（2）设置在所述载具（1）的底部并位于所述测试空间（11）内，所述安装座（2）适于固定靶弹；

加载机构，包括安装块（31）及推杆（32），所述安装块（31）固定连接在所述载具（1）上，所述推杆（32）可移动地设置在所述安装块（31）上，推杆（32）适于对靶弹弹翼（41）加载载荷；

连接结构，适于将安装块（31）固定在所述载具（1）上；

所述安装块（31）上设置有螺纹孔，推杆（32）为丝杆，所述丝杆穿设在所述螺纹孔内；

所述加载机构还包括加压筒（51），所述加压筒（51）的外底壁适于与靶弹弹翼（41）配合，所述丝杆的端部穿设在所述加压筒（51）内，所述丝杆的端部和所述加压筒（51）之间设置有弹性件（52）；

所述载具（1）还包括安装梁（16），所述安装梁（16）为板状结构且可选择位置地钻出第一安装孔，所述安装块（31）上设置有第二安装孔（311），所述连接结构包括连接螺钉，所述连接螺钉穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔（311），其中，所述第一安装孔的位置至少与X型布局或十字型布局的靶弹弹翼（41）在位置上对应。

2.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述丝杆的端部设置有环形台阶（321），所述弹性件（52）为弹簧，所述弹簧的一端与所述环形台阶（321）抵接，另一端与所述加压筒（51）的内底壁抵接。

3.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述加压筒（51）的外底壁上设置有压力传感器（6）。

4.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述丝杆的端部设置有手轮（33）。

5.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述安装块（31）为方形块，所述第二安装孔（311）为四个，四个第二安装孔（311）设置在所述安装块（31）的四角处。

6.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述载具（1）为框架结构。

7.根据权利要求6所述的静力试验装置，其特征在于，所述框架结构的顶部包括横梁（12）和纵梁（13），所述安装梁（16）连接在所述横梁（12）的侧部。