CN117629596A - 一种大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置 - Google Patents
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Abstract
本申请属于翼面静力试验领域,特别涉及一种大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,包括:置于地面的承力地坪;下加载系统,固定端安装在承力地坪上,加载端与试验件的下表面接触;固定安装在承力地坪上的承力墙,承力墙的侧壁上具有用于连接的安装孔;固定在承力墙一定高度上的试验件夹具,试验件固定端固定在试验件夹具上,上加载系统的下表面置于下加载系统的正上方;加载支持系统,包括横梁以及将所述横梁架设至高于试验件高度的立柱;上加载系统,固定端固定在试验件正上方的所述横梁上,加载端与试验件连接;高效解决了大载荷下活动翼面结构的刚度和强度试验问题,试验系统承载能力强、可调节支持刚度,能够满足相应试验要求。
Description
技术领域
本申请属于翼面静力试验领域,特别涉及一种大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置。
背景技术
随着飞机设计技术的不断发展,服役条件越来越严苛,大型飞机的襟翼、副翼等活动翼面受载严重。活动翼面作为飞机上的重要部件,飞行员通过操纵这些结构,控制飞机的姿态调整,对飞机的安全具有重要的作用。因此,对其结构进行刚度和强度试验具有重要的意义。
活动翼面的刚度试验在强度试验之前进行,用来验证结构的刚度是否满足设计要求;强度试验是验证结构的强度是否满足设计要求,以及探究结构的极限承载能力。大型飞机的活动翼面结构一般由翼面结构和接头两部分组成,接头部分分为操纵接头和悬挂接头,作动器通过操纵接头使翼面结构沿悬挂接头的轴线进行偏转。由于飞机的实际翼面操纵连接系统十分复杂,在实际试验中采用该系统成本大,不利于实现,并且无法同时满足刚度试验和强度试验的要求,因而需要设计专门的试验装置既能调节试验件的支持刚度进行刚度试验又具有一定的强度来满足强度试验需求。
发明内容
为了解决上述问题,本申请提供了一种大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,包括:
置于地面的承力地坪;
下加载系统,固定端安装在承力地坪上,加载端与试验件的下表面接触;
固定安装在承力地坪上的承力墙,承力墙的侧壁上具有用于连接的安装孔;
固定在承力墙一定高度上的试验件夹具,试验件固定端固定在试验件夹具上,上加载系统的下表面置于下加载系统的正上方;
加载支持系统,包括横梁以及将所述横梁架设至高于试验件高度的立柱;
上加载系统,固定端固定在试验件正上方的所述横梁上,加载端与试验件连接;
下加载系统与上加载系统均向试验件提供方向向上的载荷。
优选的是,试验件夹具包括:支持盒段、过渡板、变刚度松紧螺套、悬挂接头耳座和操纵接头耳座;支持盒段的一端面固定在承力墙的侧壁上,支持盒段通过侧向延伸的支板与过渡板连接,所述过渡板安装有操纵接头耳座,操纵接头耳座上分别连接有悬挂接头耳座以及变刚度松紧螺套,悬挂接头耳座与试验件的悬挂接头连接,变刚度松紧螺套与试验件的操纵接头连接。
优选的是,变刚度松紧螺套包括上耳片、中连接筒和下耳片,上耳片与下耳片分别螺纹连接在中连接筒的两端,调节变刚度松紧螺套的长度,使得试验件在一定范围内进行偏转,进而改变试验件的支持刚度。
优选的是,加载支持系统包括四个立柱,每两个立柱上架设一个横跨试验件的支持横梁,两个支持横梁中部架设两个支持纵梁,支持纵梁上架设用于安装作动筒的作动筒底座梁。
优选的是,上加载系统包括作动筒以及胶布带多级杠杆连接系统;
作动筒的固定端固定在加载支持系统上,作动端通过作动筒力传感器与胶布带多级杠杆连接系统连接;
胶布带多级杠杆连接系统包括:第一级加载杠杆、第二级加载杠杆,钢丝绳、活动拉板、胶布带铝管和胶布带,第一级加载杠杆的中心孔通过加载单耳与作动筒力传感器连接,第一级加载杠杆两端的连接孔分别通过活动拉板连接各个第二级加载杠杆的中心孔上,第二级加载杠杆两端的连接孔套在钢丝绳的一端,钢丝绳另一端套在胶布带铝管中间,胶布带铝管的两端分别穿过在贴在试验件上表面上胶布带中。
优选的是,包括作动筒以及硬式多级加载杠杆连接系统,硬式多级加载杠杆连接系统包括多个二维分布的单点加载系统,每个作动筒通过加载单耳与单点加载系统连接,单点加载系统包括:二级杠杆、一级杠杆、硬式加载块;二级杠杆的中心孔与加载单耳连接,二级杠杆两端的连接孔分别连接在一级杠杆具有的中心孔上,一级杠杆两端的连接孔分别连接硬式加载块,硬式加载块的表面粘贴在试验件表面上。
优选的是,一级杠杆与二级杠杆之间通过二级杠杆转向节连接,二级杠杆转向节包括连接块、垫块和转向块以及中心轴,连接块与转向块分别可转动轴向限位安装在中心轴两端,垫块置于连接块与转向块之间,连接块与一级杠杆连接,转向块与二级杠杆连接。
本申请的优点包括:高效解决了大载荷下活动翼面结构的刚度和强度试验问题,试验系统承载能力强、可调节支持刚度,能够满足相应试验要求。各个部件加工成本低,装配效果好;采用刚度调节支持系统和加载系统分离设计的形式,试验装置简单,加工安装便捷,方便工程应用,具有很好的工程实用性及通用性。
附图说明
图1为大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置技术原理图;
图2为活动翼面变刚度调节支持系统组装图;
图3为变刚度松紧螺套组装图;
图4为加载支持系统组装图;
图5为作动筒详图;
图6为胶布带加载杠杆详图;
图7为加载单耳详图;
图8为钢丝绳详图;
图9为活动拉板详图;
图10为胶布带详图;
图11为第一级加载杠杆详图;
图12为硬式多级加载杠杆系统组成图;
图13为单点加载系统组成图;
图14为二级杠杆转向节组成图;
图15为作动筒底座详图。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述,可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例,其仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分,其他相关部分可参考通常设计,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外,除非另有定义,本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系,而非暗示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,当被描述对象的绝对位置发生改变后,其相对位置关系也可能发生相应的改变,因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语,仅用于描述目的,用以区分不同的组成部分,而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语,不应理解为对数量的绝对限制,而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
此外,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解,例如,连接可以是固定连接,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,还可以是两个元件内部的连通,领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
本发明创造的目的是通过下述技术方案实现的:活动翼面变刚度双向加载试验装置由承力地轨、变刚度调节支持系统、加载系统组成。该装置中除立柱、支持系统、过渡板、加载立柱、加载横梁以及加载作动筒底座由材质为Q235的热轧槽钢焊接外,其他各个部件均由30CrMnSiA数控机加而成。
支持系统通过承力墙专用螺栓与承力墙进行连接固定,变刚度调节系统与过渡板连接在一起,分布在支持系统相应位置,通过一圈M36的螺栓进行连接。试验件连接变刚度调节系统和支持系统。加载立柱按加载要求分布在加载点周围,通过地脚螺栓固定在承力地坪上,液压作动筒安装在底部作动筒底座上,测力传感器安装在液压作动筒加载端,另一端连接加载杠杆并按照试验要求进行加载。
本申请具体实施方式包括:
1)根据试验要求将试验件夹具2与试验件4连接,再将试验件夹具2通过承力墙专用螺栓固定在承力墙3上,加载支持系统7用地脚螺栓与承力地坪1连接;上加载系统5与加载支持系统7连接,下加载系统6与承力地坪1连接。
2)试验件夹具2试验件夹具(2)包括:支持盒段(8)、过渡板(9)、变刚度松紧螺套(10)、悬挂接头耳座(11)和操纵接头耳座(12);支持盒段(8)的一端面固定在承力墙(3)的侧壁上,支持盒段(8)通过侧向延伸的支板与过渡板(9)连接,所述过渡板(9)安装有操纵接头耳座(12),操纵接头耳座(12)上分别连接有悬挂接头耳座(11)以及变刚度松紧螺套(10),悬挂接头耳座(11)与试验件(4)的悬挂接头连接,变刚度松紧螺套(10)与试验件(4)的操纵接头连接,变刚度松紧螺套(10)包括上耳片(13)、中连接筒(14)和下耳片(15),上耳片(13)与下耳片(15)分别螺纹连接在中连接筒(14)的两端,调节变刚度松紧螺套(10)的长度,使得试验件(4)在一定范围内进行偏转,进而改变试验件的支持刚度。
变刚度松紧螺套10由上耳片13、中连接筒14和下耳片15组成,上耳片13与试验件4的操纵接头连接,下耳片15与操纵接头耳座12连接,根据试验的刚度要求调节变刚度松紧螺套10的长度,使得试验件4可以在一定范围内进行偏转,进而改变试验件的支持刚度。
3)加载支持系统7由龙门架16、3米加载短梁17、过渡段18、顶部支撑耳片19、10米支持横梁20、6米支持纵梁21和作动筒底座梁22组成。根据地面划线图将龙门架16通过地脚螺栓固定在承力地坪1上,用12.9级螺栓将3米加载短梁17分别和龙门架16和过渡段18连接,将顶部支撑耳片19与过渡段18连接。通过吊车起吊将10米支持横梁20通过连接螺杆与顶部支撑耳片19连接,将6米支持纵梁21通过地脚螺栓与10米支持横梁20固定,作动筒底座梁22通过连接螺杆与6米支持纵梁21连接。
4)上加载系统5由作动筒和胶布带多级杠杆连接系统组成。将作动筒固定在作动筒底座梁22上,加载单耳29一端与作动筒力传感器26连接,另一端和第一级加载杠杆28的中心孔连接。胶布带杠杆连接系统由钢丝绳30、活动拉板31、胶布带铝管33和胶布带32组成,胶布带32通过专用胶粘贴在试验件表面,将铝管33穿入胶布带32的中心带中,通过钢丝绳30与第二级加载杠杆34连接,第二级加载杠杆34通过活动拉板31以及第一级加载杠杆28两侧孔将两者连接起来。作动筒主要进行试验载荷施加,主要由作动筒底座23、作动筒-筒体24、作动筒活塞杆25、作动筒力传感器26和作动筒销子27组成。
5)下加载系统6由作动筒、硬式多级加载杠杆连接系统35和作动筒底座43组成。将作动筒底座43通过条形孔与承力地坪1连接,用螺栓将作动筒与作动筒多点连接底座43的专用位置孔连接,作动筒通过加载单耳29与硬式多级加载杠杆连接系统35连接。硬式多级加载杠杆连接系统35由多个单点加载系统构成,单点加载系统由硬式加载块36通过AB胶粘贴在试验件上,用沉头螺钉将连接单耳37和硬式加载块36连接在一起,一级杠杆38分别和两个连接单耳37螺接,杠杆中间安装二级杠杆转向节39,由连接块41、垫块42和转向块43组成,转向块可以自由转动,方便安装。二级杠杆40通过两个二级杠杆转向节39连接起来,杠杆中间的条形孔用于加载单耳29的连接。
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)
1.一种大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,其特征在于,包括:
置于地面的承力地坪(1);
下加载系统(6),固定端安装在承力地坪(1)上,加载端与试验件(4)的下表面接触;
固定安装在承力地坪(1)上的承力墙(3),承力墙(3)的侧壁上具有用于连接的安装孔;
固定在承力墙(3)一定高度上的试验件夹具(2),试验件(4)固定端固定在试验件夹具(2)上,上加载系统(5)的下表面置于下加载系统(6)的正上方;
加载支持系统(7),包括横梁以及将所述横梁架设至高于试验件(4)高度的立柱;
上加载系统(5),固定端固定在试验件(4)正上方的所述横梁上,加载端与试验件(4)连接;
下加载系统(6)与上加载系统(5)均向试验件(4)提供方向向上的载荷。
2.如权利要求1所述的大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,其特征在于,试验件夹具(2)包括:支持盒段(8)、过渡板(9)、变刚度松紧螺套(10)、悬挂接头耳座(11)和操纵接头耳座(12);支持盒段(8)的一端面固定在承力墙(3)的侧壁上,支持盒段(8)通过侧向延伸的支板与过渡板(9)连接,所述过渡板(9)安装有操纵接头耳座(12),操纵接头耳座(12)上分别连接有悬挂接头耳座(11)以及变刚度松紧螺套(10),悬挂接头耳座(11)与试验件(4)的悬挂接头连接,变刚度松紧螺套(10)与试验件(4)的操纵接头连接。
3.如权利要求2所述的大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,其特征在于,变刚度松紧螺套(10)包括上耳片(13)、中连接筒(14)和下耳片(15),上耳片(13)与下耳片(15)分别螺纹连接在中连接筒(14)的两端,调节变刚度松紧螺套(10)的长度,使得试验件(4)在一定范围内进行偏转,进而改变试验件的支持刚度。
4.如权利要求2所述的大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,其特征在于,加载支持系统(7)包括四个立柱,每两个立柱上架设一个横跨试验件(4)的支持横梁(20),两个支持横梁(20)中部架设两个支持纵梁(21),支持纵梁(21)上架设用于安装作动筒的作动筒底座梁(22)。
5.如权利要求1所述的大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,其特征在于,上加载系统(5)包括作动筒以及胶布带多级杠杆连接系统;
作动筒的固定端固定在加载支持系统(7)上,作动端通过作动筒力传感器(26)与胶布带多级杠杆连接系统连接;
胶布带多级杠杆连接系统包括:第一级加载杠杆(28)、第二级加载杠杆(34),钢丝绳(30)、活动拉板(31)、胶布带铝管(33)和胶布带(32),第一级加载杠杆(28)的中心孔通过加载单耳(29)与作动筒力传感器(26)连接,第一级加载杠杆(28)两端的连接孔分别通过活动拉板(31)连接各个第二级加载杠杆(34)的中心孔上,第二级加载杠杆(34)两端的连接孔套在钢丝绳(30)的一端,钢丝绳(30)另一端套在胶布带铝管(33)中间,胶布带铝管(33)的两端分别穿过在贴在试验件(4)上表面上胶布带(32)中。
6.如权利要求1所述的大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,其特征在于,包括作动筒以及硬式多级加载杠杆连接系统(35),硬式多级加载杠杆连接系统(35)包括多个二维分布的单点加载系统,每个作动筒通过加载单耳(29)与单点加载系统连接,单点加载系统包括:二级杠杆(40)、一级杠杆(38)、硬式加载块(36);二级杠杆(40)的中心孔与加载单耳(29)连接,二级杠杆(40)两端的连接孔分别连接在一级杠杆(38)具有的中心孔上,一级杠杆(38)两端的连接孔分别连接硬式加载块(36),硬式加载块(36)的表面粘贴在试验件(4)表面上。
7.如权利要求1所述的大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置,其特征在于,一级杠杆(38)与二级杠杆(40)之间通过二级杠杆转向节(39)连接,二级杠杆转向节(39)包括连接块(41)、垫块(42)和转向块(43)以及中心轴,连接块(41)与转向块(43)分别可转动轴向限位安装在中心轴两端,垫块(42)置于连接块(41)与转向块(43)之间,连接块(41)与一级杠杆(38)连接,转向块(43)与二级杠杆(40)连接。
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CN202311368820.1A CN117629596A (zh) | 2023-10-20 | 2023-10-20 | 一种大载荷下翼面变刚度双向加载试验装置 |
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CN118032275A (zh) * | 2024-04-11 | 2024-05-14 | 中国船舶科学研究中心 | 一种用于测量砰击压力的可变刚度的二维试验模型及方法 |
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2023
- 2023-10-20 CN CN202311368820.1A patent/CN117629596A/zh active Pending
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