RU49254U1 - CONSOLE STRENGTH TEST STAND - Google Patents

CONSOLE STRENGTH TEST STAND Download PDF

Info

Publication number
RU49254U1
RU49254U1 RU2005115902/22U RU2005115902U RU49254U1 RU 49254 U1 RU49254 U1 RU 49254U1 RU 2005115902/22 U RU2005115902/22 U RU 2005115902/22U RU 2005115902 U RU2005115902 U RU 2005115902U RU 49254 U1 RU49254 U1 RU 49254U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
portal
test structure
suspension
building
endurance
Prior art date
Application number
RU2005115902/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Я. Бетковский
Г.Б. Людкевич
А.Ф. Макаров
В.Н. Трусов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка filed Critical Открытое Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка
Priority to RU2005115902/22U priority Critical patent/RU49254U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU49254U1 publication Critical patent/RU49254U1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области испытательной техники, в частности, к конструкции стендов, которые предназначены для однонаправленных испытаний на выносливость динамическим способом консольных конструкций балочного типа: крыльев большого удлинения, лопастей ветроэнергетических установок и их лонжеронов. Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача проведения усталостных испытаний резонансным способом без нагружения при этом здания или сооружения значительными динамическими нагрузками, что позволяет снизить требования к прочности здания или сооружения. Для достижения названного технического эффекта в предлагаемом стенде для испытаний на выносливость преимущественно натурных консольных конструкций динамическим способом, содержащем портал, устройство для соединения испытываемой конструкции с порталом, вибровозбудитель для возбуждения вынужденных колебаний, систему определения резонансных частот, систему автоматического поддержания частоты и амплитуды вынуждающей силы и систему измерения и регулирования нагружения, устройство для соединения испытываемой конструкции с порталом выполнено в виде системы мягкой подвески.The utility model relates to the field of testing equipment, in particular, to the design of stands, which are designed for unidirectional endurance tests in a dynamic way of cantilever beam-type structures: wings of large elongation, blades of wind turbines and their spars. The proposed utility model solves the technical problem of conducting fatigue tests in a resonant manner without loading the building or structure with significant dynamic loads, which reduces the strength requirements of the building or structure. In order to achieve the named technical effect in the proposed endurance test bench for predominantly full-scale cantilever structures in a dynamic way, comprising a portal, a device for connecting the test structure to the portal, a vibration exciter for exciting forced oscillations, a system for determining resonant frequencies, a system for automatically maintaining the frequency and amplitude of the driving force and load measurement and regulation system, device for connecting the test structure to the portal It executes a soft suspension system.

Description

Полезная модель относится к области испытательной техники, в частности, к конструкции стендов, которые предназначены для однонаправленных испытаний на выносливость динамическим способом консольных конструкций балочного типа: крыльев большого удлинения, лопастей ветроэнергетических установок и их лонжеронов.The utility model relates to the field of testing equipment, in particular, to the design of stands, which are designed for unidirectional endurance tests in a dynamic way of cantilever beam-type structures: wings of large elongation, blades of wind turbines and their spars.

Наиболее близкой к предлагаемой модели является принятая в качестве прототипа установка для усталостных испытаний на повторные нагрузки, использованная при испытаниях крыльев транспортного самолета С-46 (Хастон В., «Сравнение результатов испытаний натурных конструкций на нагрузки постоянной амплитуды и на случайные ступенчатые нагрузки для выявления критических компонентов», Сб.«Усталостная прочность и долговечность самолетных конструкций», М., Машиностроение, 1965 г., стр.251-253).Установка содержит силовой портал с силовой опорой для крепления испытываемой конструкции, вибровозбудитель для возбуждения вынужденных колебаний конструкции на резонансной частоте, систему автоматического поддержания постоянной частоты и амплитуды вынуждающей силы, системы измерения и регулирования нагрузки. Все названные признаки, кроме силового портала и силовой опоры для крепления испытываемой конструкции, присутствуют в настоящем техническом решении.Closest to the proposed model is a repetitive fatigue test facility used as a prototype, used in testing the wings of the S-46 transport aircraft (V. Haston, “Comparison of test results of full-scale structures for constant amplitude loads and for random step loads to identify critical components ", Sat." Fatigue strength and durability of aircraft structures ", Moscow, Engineering, 1965, pp. 251-253). The installation contains a power portal with a power support for cre Lenia test structure, the forced vibration exciter for exciting vibrations of the structure at the resonance frequency, the system automatically maintain a constant frequency and amplitude of the exciting force measuring system and load regulation. All the mentioned features, except for the power portal and the power support for fastening the test structure, are present in this technical solution.

Недостатком стенда, принятого в качестве прототипа, является то, что при испытании консольно закрепленной крупной конструкции, например, лонжерона или лопасти мощной ветроэнергетической установки, создаваемые в ее заделке динамические усилия значительной величины (изгибающий момент и др.) передаются на стенд и, далее, на здание, которое подвергается недопустимо большому динамическому The disadvantage of the stand adopted as a prototype is that when testing a cantilevered large structure, for example, a spar or blade of a powerful wind power installation, the dynamic forces of a significant magnitude (bending moment, etc.) created in its closure are transmitted to the stand and, further, to a building that undergoes an unacceptably large dynamic

нагружению. Поэтому для проведения динамических испытаний крупногабаритных конструкций требуются уникальные испытательные сооружения.loading. Therefore, to conduct dynamic tests of large structures, unique testing facilities are required.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача проведения усталостных испытаний резонансным способом без нагружения при этом здания или сооружения значительными динамическими нагрузками, что позволяет снизить требования к прочности здания или сооружения.The proposed utility model solves the technical problem of conducting fatigue tests in a resonant manner without loading the building or structure with significant dynamic loads, which reduces the strength requirements of the building or structure.

Для достижения названного технического эффекта в предлагаемом стенде для испытаний на выносливость преимущественно натурных консольных конструкций динамическим способом, содержащем портал, устройство для соединения испытываемой конструкции с порталом, вибровозбудитель для возбуждения вынужденных колебаний, систему определения резонансных частот, систему автоматического поддержания частоты и амплитуды вынуждающей силы и систему измерения и регулирования нагружения, устройство для соединения испытывамой конструкции с порталом выполнено в виде системы мягкой подвески. В качестве подвески могут использоваться, например, резиновые шнуры, пневмоамортизаторы, пружины и т.п. Точки крепления амортизаторов к конструкции выбираются не менее чем в двух сечениях, в районе узлов колебаний, где амплитуда минимальная, а жесткость подвески выбирается достаточно малой, чтобы при колебаниях конструкции амплитуды усилий в подвеске были в допустимых пределах, и на рабочем режиме не возбуждались "нулевые тона". Это имеет место при частоте колебаний конструкции на подвеске, как жесткого тела, менее 0.10-0.25 частоты изгибных колебаний, на которой производится испытание конструкции. Такое закрепление конструкции не является силовым, и она может совершать практически свободные изгибные колебания. В результате динамические нагрузки на здание или силовой каркас испытательного In order to achieve the named technical effect in the proposed endurance test bench for predominantly full-scale cantilever structures in a dynamic way, comprising a portal, a device for connecting the test structure to the portal, a vibration exciter for exciting forced oscillations, a system for determining resonant frequencies, a system for automatically maintaining the frequency and amplitude of the driving force and a system for measuring and regulating loading, a device for connecting the test structure to the portal in It is satisfied in the form of a soft suspension system. As a suspension, for example, rubber cords, pneumatic shock absorbers, springs, etc. can be used. The attachment points of the shock absorbers to the structure are selected in at least two sections, in the region of the vibration nodes, where the amplitude is minimal and the suspension stiffness is selected sufficiently small so that when the structure vibrates, the amplitudes of the efforts in the suspension are within acceptable limits, and "zero" tones. " This occurs when the vibration frequency of the structure on the suspension as a rigid body is less than 0.10-0.25 the frequency of bending vibrations at which the structure is tested. Such fastening of the structure is not power, and it can make almost free bending vibrations. As a result, dynamic loads on the building or test frame

сооружения уменьшаются практически до нуля; передается только вес конструкции.buildings are reduced to almost zero; only the weight of the structure is transferred.

Кроме того, дополнительно, для нагружения корневого участка конструкции и стыка предусматривается инерционный противовес. Противовес стыкуется с испытываемой конструкцией в единый объект. Размеры, момент инерции, масса и жесткость противовеса подбираются из условия получения при испытаниях требуемой величины нагрузок в стыке. Противовес не связан жестко со стендом, нагрузки, приходящие на него с конструкции, уравновешиваются силами инерции и на стенд не передаются.In addition, in addition, an inertial counterweight is provided for loading the root portion of the structure and the joint. The counterweight fits into the test structure into a single object. The dimensions, moment of inertia, mass and rigidity of the counterweight are selected from the conditions for obtaining the required value of the loads at the joint during testing. The counterweight is not rigidly connected to the stand, the loads coming to it from the structure are balanced by inertia and are not transferred to the stand.

Могут использоваться два варианта подвешивания конструкции с противовесом. В первом варианте мягкая подвеска связана только с испытываемой конструкцией. Во втором варианте противовес непосредственно подвешен на мягкой подвеске, отвечающей предыдущим требованиям.Two counterbalance suspension options can be used. In the first embodiment, the soft suspension is associated only with the tested design. In the second version, the counterweight is directly suspended on a soft suspension that meets the previous requirements.

Отличительным признаком предлагаемого стенда для испытаний на выносливость консольных конструкций является то, что устройство для соединения испытываемой конструкции с порталом выполнено в виде мягкой подвески (резиновые шнуры, пневмоамортизаторы, мягкие пружины), которая воспринимает вес конструкции и практически не передает переменные динамические нагрузки. Для нагружения стыка и корневого участка конструкции переменными нагрузками на рабочем режиме в стенде предусматривается инерционный противовес, с которым стыкуется конструкция. Противовес может иметь свою мягкую подвеску, аналогичную подвеске конструкции.A distinctive feature of the proposed stand for endurance testing of cantilever structures is that the device for connecting the test structure to the portal is made in the form of a soft suspension (rubber cords, pneumatic shock absorbers, soft springs), which perceives the weight of the structure and practically does not transmit variable dynamic loads. To load the joint and the root section of the structure with variable loads at the operating mode, an inertial counterweight is provided in the stand with which the structure is joined. The counterweight may have its own soft suspension, similar to the suspension design.

Благодаря мягкой подвеске динамические нагрузки на здание или силовой каркас испытательного сооружения уменьшаются практически до нуля; передается только вес конструкции. Инерционный противовес, не связанный жестко со стендом, позволяется при испытаниях нагрузить стык и корневой участок конструкции переменными нагрузками без их Thanks to the soft suspension, dynamic loads on the building or power frame of the test structure are reduced to almost zero; only the weight of the structure is transferred. The inertial counterweight, not rigidly connected to the stand, allows testing the joint and the root section of the structure with variable loads without testing them

передачи на портал и здание. Поэтому портал может быть не силовым. Не требуется проектировать и изготавливать мощное сооружение для крепления консоли. Испытания могут производиться в существующих залах для статических испытаний на прочность.transfers to the portal and the building. Therefore, the portal may not be power. It is not required to design and manufacture a powerful structure for fixing the console. Tests can be performed in existing halls for static strength tests.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации, решений, содержащих такой признак, не обнаружено. Следовательно, можно сделать заключение о том, что предложенное решение неизвестно для настоящего уровня техники и соответствует критерию охраноспособности -«новое».As a result of a search by sources of patent and scientific and technical information, no solutions containing such a feature were found. Therefore, we can conclude that the proposed solution is unknown for the current level of technology and meets the eligibility criterion - “new”.

Предложенное решение может найти применение в машиностроении, ветроэнергетике, строительстве и т.д., где требуется определять экспериментально ресурс удлиненной консольной конструкции типа крыла, лопасти или лонжерона, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».The proposed solution can find application in mechanical engineering, wind energy, construction, etc., where it is necessary to determine experimentally the resource of an elongated cantilever structure such as a wing, a blade or a spar, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" is met.

Предлагаемое техническое решение поясняется рисунками фиг.1,2.The proposed technical solution is illustrated by the figures of Fig.1,2.

На фиг.1 изображен стенд для испытаний на выносливость консольных конструкций на мягкой подвеске.Figure 1 shows the stand for endurance testing of cantilever structures on a soft suspension.

На фиг.2 изображен стенд для испытаний на выносливость консольных конструкций на мягкой подвеске с инерционным противовесом.Figure 2 shows the stand for endurance testing of cantilever structures on a soft suspension with an inertial counterweight.

Изображенный на фиг.1 и 2 стенд содержит портал 1, систему мягкой подвески 2, на которой в выбранных сечениях подвешена испытываемая конструкция 3, силовой вибровозбудитель 4, блок управления 5, соединенный с пультом управления 6. Блок управления 5 через систему поиска и удержания резонансной частоты 7 и систему измерения и регулирования уровня нагружения 8 осуществляет управление вибровозбудителем 4 с целью создания заданного нагружения конструкции 3. Первичными источниками информации служат акселерометры 9 и тензорезисторы 10, установленные на конструкции 3, и акселерометр 11, установленный на подвижной части вибровозбудителя 4.The stand depicted in FIGS. 1 and 2 contains a portal 1, a soft suspension system 2, on which the test structure 3 is suspended in selected sections, a power vibration exciter 4, a control unit 5 connected to the control panel 6. The control unit 5 through the search and hold resonance system frequency 7 and a system for measuring and regulating the level of loading 8 controls the exciter 4 in order to create a predetermined load of the structure 3. The primary sources of information are accelerometers 9 and strain gauges 10 installed on the structure 3, and the accelerometer 11 mounted on the moving part of the vibration exciter 4.

Программа нагружения (уровень нагружения, число циклов,' частота) задается автоматически или оператором с пульта 6.The loading program (loading level, number of cycles, 'frequency) is set automatically or by the operator using the remote control 6.

Работа стенда осуществляется следующим образом. На испытываемой конструкции 3 в выбранных сечениях устанавливают акселерометры 9 и тензорезисторы 10. Тензорезисторы 10 подключают к системе измерения и регулирования нагружения 8 и статически тарируют по величине внутренних силовых факторов (изгибающие моменты, перерезывающие силы, напряжения). Подготовленную таким образом конструкцию 3 при помощи мягкой подвески 2 подвешивают на разгрузочной балке, присоединяют вибровозбудитель 4 с усилителем мощности и системами управления 7, 8 и пультом оператора 6. Акселерометры 9 подключают к системе поиска и поддержания режима 7. Подключают систему измерения и регулирования нагружения 8. На фиг.2 к конструкции 3 подсоединен инерционный противовес 12.The work of the stand is as follows. Accelerometers 9 and strain gauges 10 are installed on the tested structure 3 in the selected sections. The strain gauges 10 are connected to the load measuring and regulation system 8 and statically calibrated according to the value of internal force factors (bending moments, shear forces, stresses). The structure 3 thus prepared by means of a soft suspension 2 is suspended on the unloading beam, vibration exciter 4 is connected with a power amplifier and control systems 7, 8 and an operator panel 6. Accelerometers 9 are connected to the search and maintenance system of mode 7. Connect the load measurement and regulation system 8 In Fig. 2, an inertial counterweight 12 is connected to the structure 3.

Изображенный на фиг.1 стенд работает следующим образом. Возбуждают вынужденные колебания конструкции 3 гармонической силой от вибровозбудителя 4 с произвольно выбранной постоянной амплитудой и изменяющейся частотой. Определяют собственные (резонансные) частоты и соответствующие им эпюры внутренних силовых факторов (измеряемых по показаниям тензорезисторов 10). Исходя из заданной величины внутренних силовых факторов, выбирают амплитуду вынуждающей силы на резонансной частоте и проводят испытания на выносливость до заданного числа циклов нагружения или до разрушения.Depicted in figure 1, the stand works as follows. The forced vibrations of the structure 3 are excited by harmonic force from the vibration exciter 4 with an arbitrarily chosen constant amplitude and a changing frequency. Determine the natural (resonant) frequencies and the corresponding diagrams of internal force factors (measured by the readings of strain gauges 10). Based on a given value of internal force factors, the amplitude of the driving force at the resonant frequency is selected and endurance tests are carried out up to a given number of loading cycles or until failure.

Перед испытанием конструкции 3 с инерционным противовесом (фиг.2) путем расчета динамического нагружения подбирают массу, момент инерции и размеры инерционного противовеса 12 для получения требуемых усилий (изгибающий момент и др.) в корневой части конструкции и ее стыке с противовесом 12. Испытываемую конструкцию 3 с установленным на нее инерционным противовесом 12 закрепляют в стенде на подвеске 2. Испытания осуществляется также как на фиг.1.Before testing the structure 3 with an inertial counterweight (Fig. 2), by calculating the dynamic loading, the mass, moment of inertia and dimensions of the inertial counterweight 12 are selected to obtain the required forces (bending moment, etc.) in the root part of the structure and its junction with the counterweight 12. Test structure 3 with the inertial counterweight 12 installed on it, is fixed in the stand on the suspension 2. The tests are carried out as in FIG. 1.

Claims (3)

1. Стенд для испытания на выносливость консольных конструкций динамическим способом, содержащий портал, устройство для соединения испытываемой конструкции с порталом, вибровозбудитель для возбуждения вынужденных колебаний, систему определения резонансных частот, систему автоматического поддержания частоты и амплитуды вынуждающей силы, систему измерения и регулирования нагружения, отличающийся тем, что устройство для соединения испытываемой конструкции с порталом выполнено в виде мягкой подвески, соединяющей конструкцию с порталом не менее чем в двух сечениях, причем жесткость подвески выбрана из условия отсутствия "нулевых тонов" колебаний конструкции на подвеске.1. Stand for testing the endurance of cantilever structures in a dynamic way, comprising a portal, a device for connecting the test structure to the portal, a vibration exciter for exciting forced oscillations, a system for determining resonant frequencies, a system for automatically maintaining the frequency and amplitude of the driving force, a measurement and regulation system for loading, characterized the fact that the device for connecting the test structure to the portal is made in the form of a soft suspension connecting the structure to the portal not less than in two sections, and the stiffness of the suspension is selected from the condition of the absence of “zero tones” of the structural vibrations on the suspension. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит инерционный противовес, жестко соединенный с корневым сечением испытываемой конструкции.2. The stand according to claim 1, characterized in that it further comprises an inertial counterweight rigidly connected to the root section of the test structure. 3. Стенд по п.2, отличающийся тем, что инерционный противовес так же, как испытываемая конструкция, соединен с порталом мягкой подвеской.
Figure 00000001
3. The stand according to claim 2, characterized in that the inertial counterweight as well as the test structure is connected to the portal with a soft suspension.
Figure 00000001
RU2005115902/22U 2005-05-26 2005-05-26 CONSOLE STRENGTH TEST STAND RU49254U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115902/22U RU49254U1 (en) 2005-05-26 2005-05-26 CONSOLE STRENGTH TEST STAND

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115902/22U RU49254U1 (en) 2005-05-26 2005-05-26 CONSOLE STRENGTH TEST STAND

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU49254U1 true RU49254U1 (en) 2005-11-10

Family

ID=35866507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005115902/22U RU49254U1 (en) 2005-05-26 2005-05-26 CONSOLE STRENGTH TEST STAND

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU49254U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488798C2 (en) * 2011-05-31 2013-07-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Automatic method of fatigue test of two pairs of double-span bridge rails with wheels of bridge cranes
RU2687310C1 (en) * 2018-07-17 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Friction testing device in cantilever attachment assemblies
RU2715363C1 (en) * 2019-07-12 2020-02-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Device for testing of friction in the cantilever attachment assemblies

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488798C2 (en) * 2011-05-31 2013-07-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Automatic method of fatigue test of two pairs of double-span bridge rails with wheels of bridge cranes
RU2687310C1 (en) * 2018-07-17 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Friction testing device in cantilever attachment assemblies
RU2715363C1 (en) * 2019-07-12 2020-02-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Device for testing of friction in the cantilever attachment assemblies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102089520B (en) A test rig for testing blades for a wind turbine
DK2741069T3 (en) SAMPLING BASKET FOR ROTOR BLADE OR ROTOR BLADE SEGMENTS, INCLUDING THE ARRANGEMENTS INCLUDING SUCH TABLE AND TEST PROCEDURE
CN201945429U (en) Device for analyzing vibration characteristic of wind turbine blade
CN110895186A (en) Vibration system comprising a plurality of vibration tables and vibration test method
TWI525411B (en) System and method for accelerating a device
WO2016060417A1 (en) Fairing, and fatigue test apparatus and method using same
CN106950019B (en) Photovoltaic tracking bracket low-frequency vibration simulator stand and test method
CN106840559A (en) A kind of adjustable individual layer and double-layer vibration isolating system vibration mechine and test method
KR20160082921A (en) Method and apparatus for resonance fatigue test based on acceleration control
RU49254U1 (en) CONSOLE STRENGTH TEST STAND
CN110849568B (en) Method for testing fatigue life of structure
Ondra et al. Towards an application of an active tendon in rotorcraft: A numerical and experimental study of coupled bending-torsion vibration of a beam-tendon system
Gundlach et al. Experimental modal analysis of aeroelastic tailored rotor blades in different boundary conditions
CN109625320B (en) Running-in test and torque test device and method for rotor wing transmission system
CN112729734B (en) Method for measuring transfer characteristics of series-type vibration isolator
Rasuo Experimental study of structural damping of composite helicopter blades with different cores
RU2767594C1 (en) Method for fatigue testing of propeller blades and installation for its implementation
RU2301413C1 (en) Method of endurance testing of cantilever structures
RU2306541C2 (en) Method of endurance test of structure
RU41865U1 (en) STAND FOR DYNAMIC DESIGN TESTING
RU100925U1 (en) VIBROSTEND FOR TESTS OF BUILDINGS AND STRUCTURES, THEIR FRAGMENTS, MODELS-LAYOUTS, DESIGNS AND EQUIPMENT FOR DYNAMIC STABILITY AND SEISMIC RESISTANCE
Korsch et al. Dynamic qualification of the HIRENASD elastic wing model
Thornburgh et al. Structural Modeling and Validation of the TiltRotor Aeroelastic Stability Testbed
CN115183966A (en) Large-span flexible high support wind vibration testing method and system
Christenson et al. Experimental verification of semiactive damping of stay cables

Legal Events

Date Code Title Description
ND1K Extending utility model patent duration

Extension date: 20180526

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160527