[發(fā)明專利]機(jī)身壁板復(fù)合載荷強(qiáng)度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210528413.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103149075A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧偉鋒;董登科;王俊安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00;G01N3/10;G01N3/24
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)技術(shù)，涉及一種機(jī)身壁板復(fù)合載荷強(qiáng)度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

機(jī)身壁板強(qiáng)度試驗(yàn)是飛機(jī)機(jī)身設(shè)計(jì)的最重要的依據(jù)，目前國(guó)內(nèi)開(kāi)展的機(jī)身壁板強(qiáng)度試驗(yàn)有：機(jī)身壁板拉伸試驗(yàn)、機(jī)身壁板壓縮試驗(yàn)、機(jī)身壁板剪切試驗(yàn)、機(jī)身壁板內(nèi)壓試驗(yàn)、機(jī)身壁板拉伸+內(nèi)壓載荷試驗(yàn)等；形成一系列的強(qiáng)度試驗(yàn)裝置。

機(jī)身壁板強(qiáng)度試驗(yàn)共包括十一種載荷工況：內(nèi)壓工況、拉伸工況、壓縮工況、剪切工況、內(nèi)壓+拉伸工況、內(nèi)壓+壓縮工況、內(nèi)壓+剪切工況、拉伸+剪切工況、壓縮+剪切工況、內(nèi)壓+拉伸+剪切工況、內(nèi)壓+壓縮+剪切工況?，F(xiàn)有機(jī)身壁板試驗(yàn)裝置僅能進(jìn)行這十一種載荷工況中的一部分載荷工況試驗(yàn)?，F(xiàn)有壁板試驗(yàn)裝置一般由加載龍門架、加載連接件、加載作動(dòng)筒、機(jī)身壁板試驗(yàn)件等組成，如圖1為機(jī)身壁板拉伸載荷強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置主要由加載龍門架（由兩根龍門立柱和一根龍門橫梁構(gòu)成）、連接件、加載作動(dòng)筒、機(jī)身壁板試驗(yàn)件等組成，該試驗(yàn)裝置可完成機(jī)身壁板拉伸載荷工況試驗(yàn)。

例如某型飛機(jī)機(jī)身壁板壓、剪許用值研究就是對(duì)36件和50件機(jī)身壁板分別進(jìn)行了軸向壓縮和剪切試驗(yàn)，旨在為該飛機(jī)機(jī)身典型壁板的壓剪許用值的確定提供依據(jù)，該項(xiàng)研究的加載裝置只能進(jìn)行單項(xiàng)壓縮和單項(xiàng)剪切載荷試驗(yàn)，實(shí)際使用時(shí)局限性較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：提供了一種能有效模擬機(jī)身壁板復(fù)合載荷邊界條件又便于施加復(fù)合載荷的強(qiáng)度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種機(jī)身壁板復(fù)合載荷強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其包括角盒、氣密端板、機(jī)身壁板、合頁(yè)、頂桿、龍骨、弧形橡膠板，其中，氣密端板設(shè)置在機(jī)身壁板的兩端，角盒為弧形構(gòu)件，安裝在氣密端板與機(jī)身壁板之間的結(jié)合部，龍骨為弧形骨架，各龍骨之間通過(guò)弧形橡膠板粘接成龍骨組，頂桿安裝在龍骨組的兩端腹板上，合頁(yè)設(shè)置在機(jī)身壁板與龍骨組上，實(shí)現(xiàn)二者的鉸合鏈接。

所述合頁(yè)的上合頁(yè)片具有與機(jī)身壁板相同的弧度，下合頁(yè)片具有與龍骨腹板相同的弧度。

所述頂桿為兩段螺紋套接的桿件。

所述龍骨為H鋼熱彎加工而成。

所述龍骨組軸向剛度不大于機(jī)身壁板軸向剛度的千分之一。

所述弧形橡膠板形狀和尺寸與龍骨相同，厚度至少為20mm。

所述角盒與氣密端板對(duì)接面設(shè)置有環(huán)形橡膠墊。

所述氣密端板上設(shè)有充壓接頭以及人孔蓋板。

一種機(jī)身壁板復(fù)合載荷強(qiáng)度試驗(yàn)方法，進(jìn)行載荷加載試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)充壓接頭充氣的方式進(jìn)行內(nèi)壓載荷施加，通過(guò)壓縮或拉伸氣密端板施加拉伸或壓縮載荷，通過(guò)扭轉(zhuǎn)氣密端板的方式施加剪切載荷，并實(shí)現(xiàn)了拉伸或壓縮載荷的壓心隨動(dòng)加載。

一種機(jī)身壁板復(fù)合載荷強(qiáng)度試驗(yàn)方法，進(jìn)行邊界模擬時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)拉桿長(zhǎng)度模擬機(jī)身壁板在內(nèi)壓載荷作用下的鼓脹變形；龍骨組軸向剛度不大于機(jī)身壁板軸向剛度的千分之一，確保壓縮或拉伸載荷僅施加在機(jī)身壁板上，模擬機(jī)身壁板在壓縮或拉伸載荷作用下的縮短或伸長(zhǎng)變形；采用由機(jī)身壁板和龍骨組形成的單閉室受剪的方式模擬機(jī)身壁板剪切載荷邊界條件。

本發(fā)明的有益效果是：

1）首次有效的模擬了內(nèi)壓、拉伸（或壓縮）、剪切載荷邊界條件（如技術(shù)方案所述）；能進(jìn)行機(jī)身壁板復(fù)合載荷作用下所有工況強(qiáng)度試驗(yàn)。以前的試驗(yàn)裝置僅能進(jìn)行十一種工況中的一種或幾種工況強(qiáng)度試驗(yàn)，該試驗(yàn)裝置能進(jìn)行復(fù)合載荷作用下所有工況強(qiáng)度試驗(yàn)。

2）首次實(shí)現(xiàn)了拉伸（或壓縮）載荷的壓心隨動(dòng)的加載：在剪切載荷施加時(shí)，拉伸（或壓縮）載荷始終施加在機(jī)身壁板的壓心上，并且拉伸（或壓縮）載荷的壓心隨著剪切載荷的施加而隨動(dòng)。

3）首次實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有過(guò)渡段的情況下通過(guò)扭矩施加剪切載荷。通常施加剪切載荷時(shí)，機(jī)身壁板兩條曲邊都需加工與機(jī)身壁板長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)倪^(guò)渡段，以減小邊界效應(yīng)，采用該試驗(yàn)裝置，由于剪流施加在一單閉室結(jié)構(gòu)內(nèi)，不需加工過(guò)渡段就可施加均勻的剪切載荷。

4）通過(guò)試驗(yàn)證明該試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法科學(xué)可行、滿足工程試驗(yàn)要求。

附圖說(shuō)明

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)機(jī)身壁板復(fù)合載荷強(qiáng)度試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明機(jī)身壁板復(fù)合載荷強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是機(jī)身壁板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是機(jī)身壁板受力圖；

圖5是角盒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是環(huán)形橡膠墊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是龍骨結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是弧形橡膠板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是頂桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是合頁(yè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是氣密端板平面視圖；