SU1758488A1

SU1758488A1 - Test rig for fatigue tests of specimens for combined axial loading and bending

Info

Publication number: SU1758488A1
Application number: SU904821147A
Authority: SU
Inventors: Петр Степанович Шелковников
Original assignee: Московский вертолетный завод им.М.Л.Миля
Priority date: 1990-05-03
Filing date: 1990-05-03
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Стенд дл усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб. Цель изобретени -- приближение условий испытаний образца к услови м эксплуатации авиационных конструкций при последовательном нагружении осевой и из- гибной нагрузками путем обеспечени варьировани площади захвата при разных нагрузках. Приспособление дл консольного креплени образца на станине имеет шарнирно установленный корпус с отверстием , две стенки которого наклонены под одним углом к его оси. В отверстии установлены два вкладыша с ответными наклонными поверхност ми. Друга поверхность каждого вкладыша имеет насечку и предназначена дл взаимодействи с наружной поверхностью концевого участка образца. Вкладыш имеет пластину, котора через накладки и упругие прокладки взаимодействует с внешней поверхностью образца на участке, смежном с концевым, с помощью прижимных стержневых элементов, размещенных в отверсти х пластин.4 ил. (/Stand for fatigue testing of specimens for joint axial loading and bending. The purpose of the invention is to approximate the test conditions of the sample to the conditions of operation of aircraft structures under sequential loading of axial and flexural loads by ensuring the variation of the gripping area under different loads. The device for cantilever mounting of the sample on the frame has a pivotally mounted housing with an opening, the two walls of which are inclined at one angle to its axis. Two inserts with counter inclined surfaces are installed in the hole. The other surface of each insert has a notch and is designed to interact with the outer surface of the end portion of the sample. The liner has a plate, which, through the pads and elastic gaskets, interacts with the external surface of the sample in the area adjacent to the end surface, using clamping rod elements placed in the holes of the plates. 4 sludge. (/

Description

Изобретение относитс к испытательной технике, в частности к стендам дл динамических испытаний образцов, например, лопастей с втулкой винта вертолета , на совместное осевое нагружение и изгиб.The invention relates to testing equipment, in particular, to stands for dynamic testing of samples, for example, blades with a helicopter rotor hub, for joint axial loading and bending.

Известен стенд дл динамических комбинированных испытаний лопасти со втулкой винта вертолета, содержащее станину, установленное на ней приспособление дл консольного закреплени образца, вибровозбудитель дл нагружени образца циклической изгибающей нагрузкой и устройство дл приложени к свободному концу образца раст гивающей нагрузки.A stand for dynamic combined tests of a blade with a helicopter hub, containing a frame, a device mounted on it for console mounting of the sample, an exciter for loading the sample with a cyclic bending load, and a device for applying a tensile load to the free end of the sample are known.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс стенд дл усталостных испытаний лонжеронов лопастей несущего винта вертолета, включающий шарнирные узлы консольной установки образца, гидроцилиндр воспроизведени осевой раст гивающей силы, подсоединенной к образцу через качалку и систему тросов , и вибровозбудитель.The closest in technical essence to the present invention is a stand for fatigue testing of the spars of the rotor blades of a helicopter, including the hinged units of the cantilever installation of the sample, the reproduction hydraulic cylinder axial tensile force connected to the sample through a rocking chair and a system of cables, and an exciter.

Недостатком его вл етс то, что в результате жесткого закреплени образца в шарнирном узле его консольной установки с помощью Т-образного захвата, жестко соединенного с образцом через прокладки, происходит преждевременное разрушение образца в месте его креплени .Its disadvantage is that as a result of the rigid fixation of the sample in the hinge assembly of its cantilever installation using a T-shaped gripper rigidly connected to the sample through the gaskets, the specimen is prematurely destroyed at its attachment point.

Цель изобретени - расширение зоны захвата образца в месте его консольного закреплени дл предотвращени его преждевременного разрушени и в конечномThe purpose of the invention is to expand the zone of capture of the sample in the place of its cantilever fastening to prevent its premature destruction and in the final

СП 00SP 00

4four

0000

счете приближени условий испытаний образца к услови м эксплуатации.account approximation of the test conditions of the sample to the conditions of operation.

Указанна цель достигаетс тем, что в стенде дл усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб , содержащем станину, шарнирно установленное на станине приспособление дл консольного креплени образца, включающее корпус с отверсти ми и стержневые крепежные элементы, устройство дл осе- чого нэгружени образца, предназначенное дл взаимодействи со свободным концом образца, приспособление дл со- чдани изгибной нагрузки и узел дл фикса- ции положени образца, две противоположные стенки отверсти корпуса наклонены к его оси под одинаковым углом, а приспособление дл консольного креплени образца имеет два вкладыша, одна из поверхностей каждого из которых на- клонена к оси отверсти корпуса и предназначена дл взаимодействи с соответствующей его наклонной стенкой, а друга предназначена дл взаимодействи с наружной поверхностью концевого участка образца, закрепленные на соответствующих вкладышах две пластины с отверсти ми , в которых размещены соответствующие стержневые элементы, и две накладки с упругими прокладками, предназначенные дл взаимодействи с внешней поверхностью образца, а стержневые крепежные элементы предназначены дл прижима соответствующих накладок к участку образца. смежному с концевым.This goal is achieved by the fact that in the stand for fatigue tests of specimens for joint axial loading and bending, containing a frame, a device for cantilever mounting of a sample hingedly mounted on a frame, including a housing with holes and rod fasteners, a device for axial loading of the sample, designed to interact with the free end of the specimen, the device for combining the bending load and the unit for fixing the position of the specimen, two opposite walls of the opening of the casing They are attached to its axis at the same angle, and the device for cantilever fastening of the sample has two inserts, one of the surfaces of each of which is inclined to the axis of the housing bore and intended to interact with its corresponding inclined wall, and the other to interact with the outer surface of the end face. the sample area, mounted on the corresponding liners, two plates with holes, in which the corresponding core elements are placed, and two plates with elastic gaskets, designed for engagement with the outer surface of the specimen, and the rod fasteners are designed to press the corresponding pads against the specimen area. adjacent to the end.

На фиг.1 изображен общий вид стенда; на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.А - разрез В-В на фиг.З; на фиг 5 - разрез Г-Г на фиг.З.1 shows a general view of the stand; figure 2 is a view of And in figure 1, fig.Z - section BB of figure 2; on figa - section bb In fig.Z; Fig 5 - section GG on fig.Z.

Стенд дл усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб содержи г станину 1 с приспособлением дл консольного креплени образца, включающим кронштейн 2, жестко прикрепленный к станине,и корпус 3 приспособлени , установленный в кронштейне 2 на шарнирах 4 (фиг.1 и 2).Stand for fatigue testing of specimens for joint axial loading and bending, containing a stand 1 with a device for cantilever mounting of the specimen, including a bracket 2 rigidly attached to the bed, and a housing 3 of the fixture mounted in the bracket 2 on hinges 4 (Figures 1 and 2) .

Приспособление дл креплени свободного конца образца 5 к устройству осевого нагружени образца выполнено аналогично и включает установленный на шарнирах 4 корпус 3 (на фиг,1 не показан). Устройство дл осевого нагружени образца включает систему роликов 6 и 7, охваченных тросами 8, и рычаг 9, одно плечо которого св зано с роликом 7, а второе со штоком гидроцилиндра 10, корпус которого закреплен на станине . В средней части рычаг 9 шарнирно закреплен на станине. На роликах б установлено приспособление дл создани изгибной нагрузки с вибровозбудителем 11 (привод к нему не показан). Установка корпуса 3 на двух шарнирах 4 позвол ет ему поворачиватьс в плоскости действи зна- копеременной силы вибровозбудител 11.The device for fastening the free end of the sample 5 to the device for axial loading of the sample is made similarly and includes a housing 3 mounted on the hinges 4 (not shown in FIG. 1). The device for axial loading of the sample includes a system of rollers 6 and 7, covered by cables 8, and a lever 9, one arm of which is connected with roller 7, and the second with a rod of hydraulic cylinder 10, the body of which is fixed to the frame. In the middle part of the lever 9 is pivotally fixed on the frame. On rollers b, a device for creating a flexural load with an exciter 11 is mounted (the drive to it is not shown). Installing the housing 3 on the two hinges 4 allows it to rotate in the plane of action of alternating force of the vibration exciter 11.

В средней части корпуса 3 (фиг.3,4,5) выполнено отверстие, две противоположные стенки а которого параллельны, а две другие противоположные стенки b отвер- 0 сти наклонены к его оси под одинаковым углом дл установки в отверстии двух вкладышей 12 приспособлени дл консольного креплени образца. Одна из поверхностей каждого вкладыша наклонена к оси отвер- 5 сти корпуса 3 и взаимодействует с его наклонной стенкой Ь, а друга с имеет насечку и взаимодействует с наружной поверхностью концевого участка образца 5. Вкладыши 12 имеют консольные пластины с 0 отверсти ми дл установки прижимных стержневых элементов 13, предназначенных дл прижима накладок 14 с упругими фторопластовыми прокладками 15, которые установлены на внешнюю поверхность об- 5 разца на участке, смежном с концевым.In the middle part of the housing 3 (Fig.3, 4, 5) there is a hole, two opposite walls a of which are parallel, and two other opposite walls b of the hole are inclined to its axis at the same angle to be installed in the hole of two liners 12 cantilever mount sample. One of the surfaces of each liner is inclined to the axis of the aperture of the housing 3 and interacts with its inclined wall b, and the other c has a notch and interacts with the outer surface of the end portion of the sample 5. The inserts 12 have cantilever plates with 0 holes to install the clamping rod elements 13, intended for clamping the plates 14 with elastic fluoroplastic gaskets 15, which are mounted on the external surface of the sample in the area adjacent to the end.

Во внутреннюю полость образца установлены бужи 16, раздвигаемые клином 17, предотвращающие деформацию образца под действием сил, создаваемых вкладыша- 0 ми 12.Bugs 16 are set into the internal cavity of the specimen, which are moved apart by a wedge 17, which prevent the specimen from deforming under the action of forces created by inserts 12.

Стенд работает следующим образом. Образец 5 устанавливаетс в отверстии приспособлени дл консольного креплени между вкладышами 12. Гидродемпфе- 5 ром 10 в цепи нагружени создаётс необходимой величины осева сила. При этом вкладыш 12 начинает передвигатьс по наклонной стенке в отверсти корпуса 3 и насечкой на своей поверхности врезаетс 0 в испытываемый образец 5. Между консольными пластинами вкладышей 12 и образцом 5 устанавливаютс накладки 14 и упруга фторопластова прокладка 15, и весь пакет сжимаетс прижимными стержневыми эле- 5 ментами 13, зат гиваемыми тарированным моментом.The stand works as follows. Sample 5 is installed in the hole of the fixture for cantilever fastening between the inserts 12. The hydrodamper 5 in the loading circuit creates the necessary axial force. At the same time, the insert 12 begins to move along the inclined wall into the holes of the housing 3 and 0 smashes into the test sample 5 on its surface. The lining 14 and the elastic fluoroplastic gasket 15 are installed between the console plates of the inserts 12 and the sample 5 5 cops 13, tightened by a torque moment.

При создании знакопеременной силы вибровозбудителем 11 образец 5 начинает поворачиватьс в шарнирах 4. При этом воз- 0 никают силы от момента трени в опорах и инерционные нагрузки от корпуса 3, кото рые будут передаватьс на образец через консольные пластины вкладышей 12. элементы 13 и накладки 14. Величина этих на- 5 грузок будет меньше тех, которые бы действовали на образец в случае отсутстви дополнительной консольной опоры у вкла дыша 12 на участке, смежном с концевым за счет увеличени рассто ни между точками приложени . Кроме того, сила, действуюWhen an alternating force is created by the vibration exciter 11, the sample 5 begins to rotate in the hinges 4. This results in forces from the moment of friction in the supports and inertial loads from the housing 3, which will be transmitted to the sample through the console plates of the liners 12. elements 13 and lining 14 The magnitude of these loads will be less than those that would act on the sample in the absence of additional cantilever support at the inlet of air 12 in the area adjacent to the end one due to the increase in the distance between the points of application. In addition, the force acting

ща на накладки, передаетс на участок образца 5. не поврежденный насечкой вкладыша 12.stitching on the pads is transferred to the area of the sample 5. undamaged by the notch of the liner 12.

Стенд позвол ет имитировать нагруже- ние образца, приближенное к услови м эксплуатации и исключает поломку образца в месте закреплени .The bench allows you to simulate the loading of the sample, close to the operating conditions and eliminates the failure of the sample in the place of fixation.

Claims

Claims for fatigue testing of specimens for joint axial loading and bending, containing a frame, a device hingedly mounted on the frame for cantilever specimen, including a housing with a hole and rod fasteners, a device for axial loading of the sample, designed to interact with the free end of the sample, a device for creating a bending load and an assembly for fixing the positions of the samples, characterized in that, in order to bring the test conditions of the sample closer to conditions of operation of aircraft structures with consistent

0

five

0

five

loading axial and flexural loads by providing varying gripping area at different loads, two opposite walls of the housing opening are inclined to its axis at the same angle, and the device for cantilever mounting of the sample has two liners, one of the surfaces of each of which is inclined to the axis of the housing opening and is designed to interact with the corresponding inclined wall, and the other is designed to interact with the outer surface of the end portion of the sample, mounted on the corresponding constituents inserts two plates with openings, which accommodate the respective pivotal fastening members, and two elastic plates with gaskets intended for engagement with the outer surface of the sample, and the pivotal fastening members designed for pressing pads corresponding to the portion of the sample adjacent to an end.

J l

.: C: PЈsh

FIG. one

Vida

FIG. 2

zt

tag

Ј gpf

J

/////////////// 7.

shh.

SHShSh YY

III

$$

tag

/

ff

881789 /. I

FIG. five