[發明專利]一種帆板根部鉸鏈低周疲勞破壞試驗測量裝置及測量方法

無效

• 申請號: 201010102287.0
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN101788379A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 趙壽根;張永亮;濮海玲;黎康;龍倫;吳大方;楊嘉陵
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N3/32
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種帆板根部鉸鏈低周疲勞破壞試驗測量裝置，其特征在于：包括靜壓軸承水平滑臺、安裝平臺、附加梁、根部鉸鏈、應變片、配重塊、振動臺、振動臺功率放大器、支架、電阻應變儀、數據采集儀A、計算機A、加速度傳感器A、加速度傳感器B、計算機B、數據采集儀B；

靜壓軸承水平滑臺為一臺座上通過靜壓軸承連接有滑板的結構；滑板后端面連接有振動臺，滑板前端面或后端面安裝有加速度傳感器A；滑板上安裝有安裝平臺，安裝平臺上固定根部鉸鏈下端，根部鉸鏈上端與附加梁下端固定連接；附加梁為板狀結構，板狀結構上端兩側對稱安裝配重塊，配重塊一側中心處安裝有加速度傳感器B；在所述附加梁下端兩側、根部鉸鏈上端兩側各對稱粘貼有兩個應變片；電阻應變儀、數據采集儀A、計算機A、計算機B、數據采集儀B設置在支架上；

所述振動臺、振動臺功率放大器、加速度傳感器A、數據采集儀B、計算機B間通過數據線連接；數據采集儀A、電阻應變儀、計算機A、應變片、加速度傳感器A、加速度傳感器B間通過數據線連接；

計算機B用來輸出控制振動臺的電信號并通過數據線傳送到數據采集儀B，同時處理和顯示由加速度傳感器A經數據采集儀B傳輸來的加速度電信號；

數據采集儀B接收由加速度傳感器A發送的加速度電信號，并對此加速度電信號進行處理，將模擬電信號轉化成數字電信號，發送給計算機B；

數據采集儀B對計算機B輸出的控制電信號進行處理，將數字電信號轉化成模擬電信號，模擬電信號通過數據線傳輸到振動臺功率放大器；

振動臺功率放大器接收到數據采集儀B輸出的控制電信號后，對控制電信號進行功率放大，并將功率放大后的控制電信號通過數據線傳動到振動臺；振動臺在控制電信號的作用下產生相應的驅動力，驅動滑板在水平滑臺上做水平前后運動，由此帶動附加梁及根部鉸鏈上端的振動；

電阻應變儀將應變片測量應變時由應變引起的應變片電阻變化轉換成應變電信號通過數據線發送給數據采集儀A；

數據采集儀A對由電阻應變儀發送的應變電信號以及加速度傳感器A、加速度傳感器B發送的加速度電信號進行處理，將這些模擬電信號轉化成輸出的數字電信號，傳入用來進行數據采集與處理的計算機A；

計算機A將采集到的應變電信號、加速度電信號，根據應變與力矩的關系，經過計算得到根部鉸鏈和附加梁下端上的往復彎矩的大小。

2.如權利要求1所述一種帆板根部鉸鏈低周疲勞破壞試驗測量裝置，其特征在于：所述附加梁與安裝平臺的安裝平面垂直。

3.如權利要求1所述一種帆板根部鉸鏈低周疲勞破壞試驗測量裝置，其特征在于：所述附加梁上的應變片位于根部鉸鏈豎直中心線的延長線上，距根部鉸鏈上端2～3厘米處。

4.如權利要求1所述一種帆板根部鉸鏈低周疲勞破壞試驗測量裝置，其特征在于：所述根部鉸鏈上的應變片位于兩個根部鉸鏈上端的外壁豎直中心線上，應變片中心與根部鉸鏈上端螺栓孔中心處于同一水平線上。

5.一種基于權利要求1中所述裝置的帆板根部鉸鏈低周疲勞破壞試驗測量方法，其特征在于：

步驟一：安裝根部鉸鏈與安裝平臺；

步驟二：安裝附加梁與配重塊；

步驟三：粘貼加速度傳感器A、加速度傳感器B和應變片；

步驟四：進行低量級正弦振動試驗；

通過計算機B、數據采集儀B以及振動臺功率放大器來對振動臺進行低量級正弦振動試驗，確定振動臺的振動級別和掃描頻率范圍，得到附加梁與根部鉸鏈作為整體的一階固有頻率；

步驟五：定頻掃描；

根據步驟四得到的一階固有頻率進行一階固有頻率的定頻掃描；從低級振級開始，進行正弦振動試驗30秒，記錄測得加速度傳感器A與加速度傳感器B的加速度以及附加梁與根部鉸鏈上的應變；

步驟六：逐漸增大振動臺的振動量級進行正弦振動試驗，在每一振動量級進行正弦振動試驗30秒，并記錄在每一振動量級測得的加速度傳感器A與加速度傳感器B的加速度以及附加梁與根部鉸鏈上的應變，直到根部鉸鏈施加的動態彎矩值達到由根部鉸鏈設計標準得到的目標值；若振動臺振動級別達到目標值時，根部鉸鏈尚未破壞，進行步驟七；若根部鉸鏈出現破壞，則進行步驟八；

步驟七：增加配重塊重量，返回進行步驟四～步驟六；

步驟八：工作人員根據計算機A采集到的根部鉸鏈上施加的動態力矩大小，得到根部鉸鏈承受的最大往復彎矩；根據振動臺的振動頻率以及根部鉸鏈整個破壞過程中所用的時間，得到根部鉸鏈在破壞之前承受往復彎矩的作用次數，并記錄根部鉸鏈破壞形式、破壞點位置及應變片對應的彎矩值，同時對破壞的根部鉸鏈進行拍照記錄。