[發明專利]一種簡單的機身蒙皮均布增壓疲勞實驗機及其模擬方法

有效

• 申請號: 201611075453.6
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106501071B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 劉禮平;高彥昌;戚春亮;于洪;王毅強
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種簡單的機身蒙皮均布增壓疲勞實驗機，其特征在于：包括模擬客艙(1)、模擬蒙皮試驗件(2)、保護裝置(3)和氣動供壓系統；

所述模擬客艙用于儲存給模擬蒙皮試驗件(2)增壓、卸壓的介質，以便模擬真實的客艙受載環境；

所述模擬蒙皮試驗件(2)用于模擬飛機機身蒙皮在內外壓差作用下均布增壓疲勞過程，所述模擬蒙皮試驗件(2)為平面方形蒙皮板；

所述保護裝置用于在模擬蒙皮試驗件(2)失效時起安全保護作用，同時提供便于觀察模擬蒙皮試驗件(2)均布增壓疲勞過程的透明窗口(19)；

所述氣動供壓系統用于提供循環增壓、卸壓過程的動力，實現給所述模擬蒙皮試驗件(2)循環增壓、卸壓過程，并實時采集相應的數據，同時控制加載、卸載的周期；

所述模擬客艙(1)是一端開口的方形容器，在開口端設有一圈第一外沿板(13)，所述第一外沿板(13)的板面與所述模擬蒙皮試驗件(2)周邊的板面相吻合；所述第一外沿板(13)上沿周向設有內外兩圈的第一螺栓孔，所述模擬蒙皮試驗件(2)的周邊設有一圈與第一外沿板(13)上內圈的第一螺栓孔(14)一一對應的第二螺栓孔(16)，所述模擬蒙皮試驗件(2)通過螺栓連接安裝在模擬客艙(1)的開口端，所述模擬蒙皮試驗件(2)與所述開口端之間設有一圈密封條，所述模擬客艙(1)與所述模擬蒙皮試驗件(2)構成一個密閉的容器，所述模擬客艙(1)上與開口端相對的面板(17)上設有用于連接增壓、卸壓管路的進氣孔(18)；

所述保護裝置(3)包括一個方形框架，所述方形框架的一端為用于容納所述模擬蒙皮試驗件(2)的敞口，所述方形框架的另一端設有高強度透視玻璃(19)，敞口的形狀是大于所述模擬蒙皮試驗件(2)的外輪廓的相似形，所述敞口設有第二外沿板(20)，所述第二外沿板(20)的板面形狀與所述第一外沿板(13)的外周板面的形狀相吻合，所述第二外沿板(20)上沿周向設有一圈與第一外沿板(13)上外圈的第一螺栓孔(15)一一對應的第三螺栓孔(21)，所述保護裝置(3)通過螺栓連接安裝在模擬客艙(1)的開口端；

所述氣動供壓系統包括用于提供氣動力的氣泵(4)及自所述氣泵(4)的排氣口通過管路依次連接至模擬客艙(1)的進氣孔的過濾器(5)、減壓閥(6)和電磁換向閥(8)，所述電磁換向閥(8)設有消聲器(7)，所述電磁換向閥(8)與所述進氣孔之間的管段上設有三通，所述三通分出一連接至所述電磁換向閥(8)的控制回路，所述控制回路上包括數顯壓力表(10)和直流繼電器(12)；

所述過濾器(5)用于過濾增壓氣體介質中的雜質以及水分；

所述減壓閥(6)用于控制進入系統的壓力大小；

所述電磁換向閥(8)用于控制模擬客艙(1)的增壓、卸壓動作；

所述消聲器(7)用于降低卸壓排放空氣介質時的噪音；

所述數顯壓力表(10)用于顯示模擬客艙(1)內壓力值大小，以及輸出與此壓力值大小對應的開關量電信號，所述開關量電信號傳遞給所述直流繼電器(12)，所述數顯壓力表(10)設置一個低壓用于模擬客艙(1)在著陸時的大氣壓力，當模擬客艙(1)內氣體卸壓到低壓值時，通過所述直流繼電器(12)控制所述電磁換向閥(8)換位至增壓位，使得所述模擬客艙(1)增壓；所述數顯壓力表(10)還設置一個高壓用于模擬客艙(1)在巡航時的內外壓差，當模擬客艙(1)內氣體增壓到高壓值時，所述直流繼電器(12)控制所述電磁換向閥(8)換位至卸壓位，模擬客艙(1)卸壓；通過數顯壓力表(10)和直流繼電器(12)的配合，實現模擬客艙(1)增壓、卸壓循環的模擬，即模擬蒙皮試驗件(2)的循環鼓起、收縮過程。

2.根據權利要求1所述簡單的機身蒙皮均布增壓疲勞實驗機，其特征在于，所述第三螺栓孔與外圈的第一螺栓孔中，每個對應的第三螺栓孔與外圈的第一螺栓孔中均分別穿過一連接螺栓，從而將保護裝置(3)與所述模擬客艙(1)固定。

3.根據權利要求1所述簡單的機身蒙皮均布增壓疲勞實驗機，其特征在于，所述內圈的第一螺栓孔和所述第二螺栓孔中，每個對應的內圈的第一螺栓孔與第二螺栓孔中均分別穿過一連接螺栓，從而將所述模擬蒙皮試驗件(2)與所述模擬客艙(1)固定。

4.一種如權利要求1所述一種簡單的機身蒙皮均布增壓疲勞實驗機的模擬方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、常態下，電磁換向閥(8)處于增壓接通位，氣泵(4)啟動，高壓氣體從氣泵(4)經過過濾器(5)進入減壓閥(6)，經過電磁換向閥(8)后通過管路進入模擬客艙(1)，實現模擬蒙皮試驗件(2)的增壓膨脹；當模擬客艙(1)內的壓力達到數顯壓力表(10)設置的峰值壓力時，所述直流繼電器(12)控制電磁換向閥(8)轉向卸壓接通位，模擬客艙(1)開始卸壓并實現模擬蒙皮試驗件(2)的收縮，模擬客艙(1)中的高壓氣體經過電磁換向閥(8)排到大氣中，從而保證模擬客艙(1)中峰值壓力為巡航時客艙內外壓差值；

步驟二、電磁換向閥(8)處于卸壓接通位時，在電磁換向閥(8)處截斷氣體的供應以停止增壓；另外，模擬客艙(1)中的高壓氣體在內外壓差的作用下經過電磁換向閥(8)排出到大氣中，同時消聲器(7)吸收排氣時的噪聲，當模擬客艙(1)中的壓力與數顯壓力表(10)設置的最小壓力相同時，模擬客艙(1)停止卸壓，同時，所述直流繼電器(12)控制電磁換向閥(8)轉向增壓接通位，開始給模擬客艙(1)的增壓；

步驟三、循環執行上述步驟一和步驟二過程中，電磁換向閥(8)不斷換位，從而交替地給模擬客艙(1)增壓和卸壓，實現模擬蒙皮試驗件(2)的循環鼓起、收縮過程，同時保護裝置(3)實時安全防護，如此循環，便可達到模擬飛機起飛、巡航、降落過程中客艙增壓、降壓的均布增壓疲勞過程，從而進行模擬客艙均布增壓疲勞實驗。