CN204495642U - 一种柔性梁刚度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种柔性梁刚度测量装置，包括加载接头，所述加载接头中间为柔性梁加载端、左右两端固定有减重机构，所述柔性梁加载端上下中间位置均设有凸台，每个凸台开有一个安装有挥舞螺栓组件的挥舞螺栓孔，所述柔性梁加载端上下凸台两边对称位置均开有安装连接螺栓组件的连接螺栓孔，所述减重机构两端开有安装扭转螺栓组件的扭转螺栓孔。本实用新型所有部件均采用轻钢材料，并合理使用减重孔、凸台等结构，因此其重量较轻，强度和刚度特性优于松木材质，有效规避了使用松木材质可能出现的加载接头螺栓孔开裂问题，且考虑了有效扭力臂，无需附加槽钢等装置，便可完成各项刚度测试项目，简化了试验安装工作量并提高了试验精度。

Description

一种柔性梁刚度测量装置

技术领域

本实用新型涉及直升机旋翼试验领域，具体涉及一种柔性梁的刚度试验。

背景技术

柔性梁刚度试验主要用于评估其剖面特性与理论计算值的符合性，其测试结果可以为旋翼动力学计算、载荷计算、强度校核等方面提供重要的数据支持。

柔性梁刚度试验加载装置一般采用松木材质，内端结构与柔性梁加载端装配，外端设计成规则的长方体结构、该加载装置各加载点应能模拟柔性梁与桨叶连接端的真实受力情况，以保证挥舞弯曲刚度、摆振弯曲刚度及扭转刚度测试时载荷传递的真实性。对于弯曲刚度相关的测试项目，只要保证加载装置对应加载点对试件形心无附加力矩即可，对加载装置规格无具体要求，而对于扭转刚度相关的测试项目，在满足扭矩加载要求的前提下，为保证砝码加载的可行性和试验的安全性，要求加载装置必须具有一定的扭力臂，但由于受松木材质特性的限制，传统加载装置外端只能设计成规则的类长方体结构，无法对其进行合理的结构减重设计，扭力臂的加大势必会造成加载装置的结构尺寸和重量明显增加。

综合考虑各类因素，传统柔性梁刚度试验加载装置的设计和试验方案为：设计时只考虑挥舞和摆振刚度测试要求；试验时，对于扭转刚度相关的测试项目，由于受加载装置结构尺寸的限制，为满足扭矩加载要求和保证砝码加载的可行性，需在现有加载装置基础上安装槽钢，并借助槽钢完成扭转刚度试验。上述扭转刚度试验方案在很大程度上增加了试验复杂度和试验安装量，同时由于槽钢规格有限，而加载装置规格不一，很难保证加载装置与槽钢精确配合，其会直接导致扭转刚度试验误差加大。

实用新型内容

本实用新型提出一种柔性梁刚度试验加载装置，能够在不增加试验复杂度的前提下完成各项柔性梁刚度测试项目，并简化试验安装工艺，提高试验精度。

本实用新型柔性梁刚度试验加载装置，包括加载接头，所述加载接头中间为柔性梁加载端、左右两端固定有减重机构，所述柔性梁加载端上下中间位置均设有凸台，每个凸台开有一个挥舞螺栓孔，所述柔性梁加载端上下凸台两边对称位置均开有连接螺栓孔，所述减重机构两端开有扭转螺栓孔，其中，所述挥舞螺栓孔安装有挥舞螺栓组件，所述连接螺栓孔处安装连接螺栓组件，所述扭转螺栓孔安装有扭转螺栓组件，所述柔性梁刚度测量装置由刚性材料制成。

优选的是，所述减重机构设置为空心三角形结构，所述柔性梁加载端的左右两侧即为三角形的底边，所述扭转螺栓孔开在三角形顶角位置处。

在上述任一方案中优选的是，所述连接螺栓为空心圆柱结构。

在上述任一方案中优选的是，所述刚性材料为铝合金。

在上述任一方案中优选的是，所述刚性材料为铝制材料。

本实用新型关键点是：

加载接头上下对称于水平轴线、左右对称于垂直轴线，可有效避免因结构不对称引起试件上的附加扭矩问题；

本加载装置通用性强，可应用于直升机各种类型的桨叶和柔性梁刚度试验，无需附加槽钢等其他装置，便能完成扭转刚度相关测试项目，简化试验安装工艺，并有效避免了因槽钢与加载装置配合不良引起的试验误差；

本加载装置所有部件均采用铝材，加载接头左右两侧外端采用斜三角形结构且设计有减重三角孔，左端连接螺栓组件、右端连接螺栓组件的连接专用螺栓均采用空心圆柱结构，保证强度和刚度要求的同时可有效减轻结构重量；

所述左端扭转螺栓组件和右端扭转螺栓组件既可用于摆振刚度测试，又可用于扭转刚度测试，该两扭转螺栓组件一端采用耳片结构，便于与各种连接机构直接装配，同时可应用于其它类型试验，实现了一件多用和多次重复使用，有利于降低试验成本。

附图说明

图1是按照本实用新型柔性梁刚度测量装置一优选实施例的结构示意图。

图2是图1所示实施例的剖面图。

图3是图1所示实施例的加载接头示意图。

其中，1为加载接头，2a为左端连接螺栓组件，2b为右端连接螺栓组件，3a为上端加载螺栓组件，3b为下端加载螺栓组件，4a为左端扭转螺栓组件，4b为右端扭转螺栓组件，5a为左端减重三角孔，5b为右端减重三角孔，1-2a为左端连接螺栓孔，1-2b为右端连接螺栓孔，1-3a为上端挥舞螺栓孔，1-3b为下端挥舞螺栓孔，1-4a为左端扭转螺栓孔、1-4b为右端扭转螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的柔性梁刚度测量装置做进一步详细说明。

一种柔性梁刚度试验加载装置，如图3所示，包括加载接头1、加载接头1中间为柔性梁加载端、左右两端固定有减重机构，柔性梁加载端上下两端均设计有一个凸台，每个凸台开有一个挥舞螺栓孔，包括上端挥舞螺栓孔1-3a、下端挥舞螺栓孔1-3b，同时，柔性梁加载端垂直轴线两侧开有左端连接螺栓孔1-2a、右端连接螺栓孔1-2b。所述减重机构设置为侧三角形结构，分别形成左端减重三角孔5a、右端减重三角孔5b，所述柔性梁加载端的左右两侧即为三角形的底边，同时在三角形顶角位置处开有扭转螺栓孔，分别为对称安装在加载接头垂直轴线的两侧的左端扭转螺栓孔1-4a、右端扭转螺栓孔1-4b。

如图1、2所示，所有螺栓孔均配有匹配该螺栓孔的螺栓组件，包括挥舞螺栓组件、连接螺栓组件和扭转螺栓组件，螺栓组件由连接专用螺栓、螺母和垫圈组成，其中连接螺栓组件为空心圆柱结(减重)构，分别安装在加载接头1的左端连接螺栓孔1-2a、右端连接螺栓孔1-2b内，然后通过螺母和垫圈将试件与加载接头1固定。加载接头1中央区域与试件通过左端连接螺栓组件2a、右端连接螺栓组件2b装配在一起，装配方式严格模拟机上真实装机情况；左端连接螺栓组件2a、右端连接螺栓组件2b对称安装在加载接头1垂直轴线两侧的左端连接螺栓孔1-2a、右端连接螺栓孔1-2b处；上端加载螺栓组件3a、下端加载螺栓组件3b对称安装在加载接头1水平轴线两侧的上端挥舞螺栓孔1-3a、下端挥舞螺栓孔1-3b处，用于挥舞方向刚度测试时与砝码加载机构的钢丝绳连接；左端扭转螺栓组件4a、右端扭转螺栓组件4b对称安装在加载接头1垂直轴线的两侧的左端扭转螺栓孔1-4a、右端扭转螺栓孔1-4b处；左端减重三角孔5a和右端减重三角孔5b对称分布在垂直轴线的两侧，其主要用于结构减重，上端加载螺栓组件3a和下端加载螺栓组件3b分别穿过上端挥舞螺栓孔1-3a、下端挥舞螺栓孔1-3b安装在加载接头1上。

在本实施例中，左端扭转螺栓组件4a和右端扭转螺栓组件4b结构相同，由扭转专用螺栓、螺母和垫圈组成，扭转专用螺栓一端为单耳片结构，在单耳片上开有一个螺栓孔，与砝码加载结构的钢丝绳或松紧拉板的连接件连接，然后通过砝码和松紧拉板施加一对大小相等、方向相反且沿扭力臂切向方向的载荷。

本刚度试验加载装置所有部件均采用钢制结构，且均为较轻的钢质材料，比如铝材料、铝合金以及钛合金等，并合理使用减重孔、凸台等结构，因此其重量较轻，满足试验对加载装置重量方面的要求；同时由于铝材强度和刚度特性优于松木材质，有效规避了使用松木材质可能出现的加载接头1螺栓孔开裂问题；该试验加载装置构型简单、选材合理，设计时充分考虑了有效扭力臂，无需附加槽钢等装置，便可完成各项刚度测试项目，简化了试验安装工作量并提高了试验精度。

柔性梁刚度试验加载装置，最大程度地模拟了装机机构和载荷特点，保证了各项刚度测试项目的有效性；既能保证挥舞、摆振刚度测试要求，又不需要附加其他装置便能很好地完成试件的扭转刚度测试，减少了试验安装量，同时提高了试验精度，并有效缩短了试验周期，可以应用到各种类型的桨叶、柔性梁刚度试验。

需要说明的是，本实用新型柔性梁刚度实验加载装置包括上述实施例中的任何一项及其任意组合，但上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种柔性梁刚度测量装置，其特征在于：包括加载接头，所述加载接头中间为柔性梁加载端、左右两端固定有减重机构，所述柔性梁加载端上下中间位置均设有凸台，每个凸台开有一个挥舞螺栓孔，所述柔性梁加载端上下凸台两边对称位置均开有连接螺栓孔，所述减重机构两端开有扭转螺栓孔，其中，所述挥舞螺栓孔安装有挥舞螺栓组件，所述连接螺栓孔处安装连接螺栓组件，所述扭转螺栓孔安装有扭转螺栓组件，所述柔性梁刚度测量装置由刚性材料制成。

2.根据权利要求1所述的柔性梁刚度测量装置，其特征在于：所述减重机构设置为空心三角形结构，所述柔性梁加载端的左右两侧即为三角形的底边，所述扭转螺栓孔开在三角形顶角位置处。

3.根据权利要求1所述的柔性梁刚度测量装置，其特征在于：所述连接螺栓为空心圆柱结构。

4.根据权利要求1所述的柔性梁刚度测量装置，其特征在于：所述刚性材料为铝合金。