CN210180841U - 一种用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，测试装置设置在落锤试验台上使用，落锤试验台包括工作台和锤头，测试装置包括用于安装支撑结构件的固定座和用于将锤头施加的冲击载荷传递到支撑结构件上的传力件，固定座设置在工作台上，支撑结构件设置在固定座上，传力件与支撑结构件连接，测试装置还包括贴设在支撑结构件上用于测试支撑结构件所承受的冲击载荷的应变片。该用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置结构简单，制造成本低，安全可靠，可实现支撑结构件在不同冲击能量下的动态试验，且可得到支撑结构件在试验时所承受的冲击载荷，从而获得支撑结构件在不同工况下的动态力学特性和破坏行为。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料性能测试技术领域，具体涉及一种用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置。
背景技术
发动机作为飞机和汽车的动力源泉，就像人的心脏一样。支撑结构件是飞机涡扇发动机重要的组成部件之一，承载着非常复杂的机械载荷。为了降低风扇叶片脱落时引起其他发动机关键部件的冲击影响，在支撑结构件受到传递过来的冲击载荷时要求其减薄区域发生断裂破环，因此发动机支撑结构件工况恶劣，受力复杂，要求其材料具备较高的力学性能，同时还需起到保护发动机的作用。为了缩短产品开发周期及降低开发成本，目前行业里利用有限元仿真技术进行结构设计已成为一种主流。支撑结构件由于其本身结构非常复杂且对其各方面的性能要求比较高，单一地通过仿真方法已经不能准确反应其受力情况及破坏状态。因此，有必要通过试验的手段获得飞机发动机支撑结构件在不同工况下的动态力学特性和破坏行为。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中的问题，提供一种用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，设置在落锤试验台上使用，所述落锤试验台包括工作台和锤头，测试装置包括用于安装支撑结构件的固定座和用于将所述锤头施加的冲击载荷传递到所述支撑结构件上的传力件，所述固定座设置在所述工作台上，所述支撑结构件设置在所述固定座上，所述传力件与所述支撑结构件连接，所述测试装置还包括贴设在所述支撑结构件上用于测试所述支撑结构件所承受的冲击载荷的应变片。
优选地，所述传力件具有承受所述锤头施加的冲击载荷的受力面，所述受力面为平行于水平方向设置的平面。
优选地，所述传力件与所述支撑结构件相可拆卸地连接。
进一步地，所述传力件具有与所述支撑结构件相连接的连接部，所述连接部与所述支撑结构件之间采用过盈配合连接。
优选地，所述传力件具有承受所述锤头施加的冲击载荷的受力面和与所述支撑结构件相连接的连接部，所述受力面位于所述连接部的上方。
优选地，所述应变片贴设在所述支撑结构件上壁厚减薄的位置处。
进一步地，所述应变片设置有多个，多个所述应变片沿所述支撑结构件的圆周方向间隔设置，至少所述支撑结构件的圆周方向上的上部和下部且与所述锤头的下落方向相平行的方向上分别贴设有所述应变片。
优选地，所述测试装置还包括试验过程中用于测试所述锤头的加速度的加速度传感器及测试所述锤头的位移的位移测试系统。
优选地，所述固定座可调位置地设置在所述工作台上。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置结构简单，制造成本低，安全可靠，可实现支撑结构件在不同冲击能量下的动态试验，且可得到支撑结构件在试验时所承受的冲击载荷，从而获得支撑结构件在不同工况下的动态力学特性和破坏行为。
附图说明
附图1为本实用新型的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置的立体图；
附图2为本实用新型的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置的正视图；
附图3为本实用新型的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置的左视图；
附图4为本实用新型的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置的俯视图；
附图5为本实用新型的固定座的立体图；
附图6为本实用新型的传力件的立体图；
附图7为本实用新型的传力件的左视图；
附图8为本实用新型的应变片的贴设位置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
本实用新型的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置与落锤试验台配合使用，落锤试验台包括工作台（图中未示出）和锤头（图中未示出）。如图1~图4所示，本实用新型的测试装置包括固定座1和传力件2，固定座1安装在工作台上，被测试的支撑结构件3设置在固定座1上，传力件2与支撑结构件3连接，传力件2用于承受锤头施加的冲击载荷，并将锤头施加的冲击载荷传递到支撑结构件3上。
如图5所示，固定座1包括底板11和垂直于底板11设置的立板12，底板11与工作台连接，支撑结构件3通过螺栓连接在立板12上，为提高固定座1的刚度，在立板12的相对两侧还分别设置有加强筋13。
固定座1可调位置地设置在工作台上，这样可根据试验需要调整测试装置的位置，从而方便试验，使得该测试装置的适用性更广。
具体地，底板11上设置有多个长圆孔11a，用于连接底板11和工作台的连接螺栓可在长圆孔11a中滑动地设置，从而调节固定座1在工作台上的位置。
如图6和图7所示，传力件2具有承受锤头施加的冲击载荷的受力面21和与支撑结构件3相连接的连接部22，本实施例中，受力面21位于连接部22的上方。
受力面21优选采用平行于水平方向设置的平面，即锤头所施加的冲击载荷垂直于该受力面21，这样，可最大程度地将锤头施加的冲击载荷传递到支撑结构件3上。当然，也可以根据试验需求采用其他结构形式的受力面21，如球面等。
连接部22与支撑结构件3相可拆卸地连接，本实施例中，连接部22呈圆柱形，其与支撑结构件3之间采用过盈配合连接，而且连接部22与支撑结构件3相配合的部位的长度较小，二者之间的过盈量及配合长度需满足传力件2承受锤头的冲击载荷后可与支撑结构件3相分离的要求。这样，当传力件2承受一次锤头的冲击载荷后，传力件2即可与支撑结构件3相分离而从支撑结构件3上掉落，这样可避免锤头反弹后再次对传力件2进行冲击，从而作用于支撑结构件3上，使得支撑结构件3承受二次冲击，进而影响测试结果。
该测试装置还包括贴设在支撑结构件3上用于测试支撑结构件3所承受的冲击载荷的应变片4，应变片4优选贴设在支撑结构件3上壁厚减薄的位置处，这样，可更直接地获得支撑结构件3在不同工况下的动态力学特性和破坏行为。
为提高测试的准确性，应变片4沿支撑结构件3的圆周方向贴设有多个，优选，至少在支撑结构件3的圆周方向上的上部和下部且与锤头的下落方向相平行的方向上分别贴设有应变片4。本实施例中，应变片4贴设有八个，八个应变片4沿支撑结构件3的圆周方向均匀分布，如图8所示。
测试装置还包括试验过程中用于测试锤头的加速度的加速度传感器及测试锤头的位移的位移测试系统，加速度传感器及位移测试系统均设置在落锤试验台的台架上，本实施例中，位移测试系统采用DIC非接触分析测试系统，可以准确获得试验过程中锤头的位移量。
通过该测试装置对支撑结构件3所承受的冲击载荷进行测试的测试方法如下：
（1）将支撑机构件3与传力件2连接后，将支撑结构件3连接在固定座1上，然后将固定座1安装在工作台上；
（2）设定测试工况，使锤头按照当前工况下的要求从一定高度落下，直接对传力件2的受力面21施加冲击载荷；
（3）传力件2将冲击载荷传递到支撑结构件3上，以达到动态冲击试验的目的。
试验过程中通过加速度传感器、DIC非接触分析测试系统可以获取锤头加速度、冲击位移和变形量信息。同时，试验过程中通过支撑结构件3上粘贴的八个应变片4可测量得到支撑结构件3承受冲击载荷后的应变信息，并通过数学分析方法，可拟合得到支撑结构件3所承受的冲击载荷。
综上，本实用新型的测试装置可与落锤试验台配合使用，可实现不同冲击能量下的动态试验；通过合理的设计传力件和支撑结构件之间的配合关系，可以有效地避免试验过程中对支撑结构件的二次冲击；该测试装置还可以准确获取试验过程中锤头的加速度、位移和变形量信号以及可通过应变片信号分析计算得到支撑结构件所承受的冲击载荷；而且该测试装置结构简单，制造成本低，安全可靠。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：设置在落锤试验台上使用，所述落锤试验台包括工作台和锤头，测试装置包括用于安装支撑结构件的固定座和用于将所述锤头施加的冲击载荷传递到所述支撑结构件上的传力件，所述固定座设置在所述工作台上，所述支撑结构件设置在所述固定座上，所述传力件与所述支撑结构件连接，所述测试装置还包括贴设在所述支撑结构件上用于测试所述支撑结构件所承受的冲击载荷的应变片。
2.根据权利要求1所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述传力件具有承受所述锤头施加的冲击载荷的受力面，所述受力面为平行于水平方向设置的平面。
3.根据权利要求1所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述传力件与所述支撑结构件相可拆卸地连接。
4.根据权利要求3所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述传力件具有与所述支撑结构件相连接的连接部，所述连接部与所述支撑结构件之间采用过盈配合连接。
5.根据权利要求1所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述传力件具有承受所述锤头施加的冲击载荷的受力面和与所述支撑结构件相连接的连接部，所述受力面位于所述连接部的上方。
6.根据权利要求1所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述应变片贴设在所述支撑结构件上壁厚减薄的位置处。
7.根据权利要求6所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述应变片设置有多个，多个所述应变片沿所述支撑结构件的圆周方向间隔设置，至少所述支撑结构件的圆周方向上的上部和下部且与所述锤头的下落方向相平行的方向上分别贴设有所述应变片。
8.根据权利要求1所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括试验过程中用于测试所述锤头的加速度的加速度传感器及测试所述锤头的位移的位移测试系统。
9.根据权利要求1所述的用于飞机发动机支撑结构件的冲击载荷测试装置，其特征在于：所述固定座可调位置地设置在所述工作台上。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114778056A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-07-22 | 中国飞机强度研究所 | 轻型飞机结构动态冲击力学性能测试的试验系统及方法 |
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