[發明專利]風沙-熱環境下無人機復材機翼動特性和損傷檢測裝備

有效

• 申請號: 201810580998.5
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN109000866B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 李暉;張培;韓清凱;許卓;丁康康;任利聰;李則霖;劉洋
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01M7/02;G01M13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

風沙?熱環境下無人機復材機翼動特性和損傷檢測裝備，包括環境模擬機構、激振機構、回轉工作臺、多點柔性夾具、第一減速器、第一電機、復合材料機翼、自動檢測機構和懸吊機構，本發明裝置能夠模擬不同程度的風環境、熱環境、熱風環境和風沙環境，通過激光測振儀和超聲波探傷儀雙重檢測準確定位損傷位置和動特性；本發明多點柔性夾具可以實現對復合材料的不損傷夾持，不會因為夾持造成其在夾持位置產生損傷；多點柔性夾具可以使得復合材料機翼跟隨回轉工作臺一起旋轉到合適的激振方向，確保振動激勵的效果；本發明激振機構可以在不同的振動激勵強度下，讓待測有損傷的復合材料機翼會產生新的損傷和裂紋，幫助設計人員評價其動特性下降的趨勢。

技術領域

本發明屬于動特性和損傷檢測技術領域，具體涉及風沙-熱環境下無人機復材機翼動特性和損傷檢測裝備。

背景技術

隨著軍用無人機的不斷發展，未來任何戰爭改變游戲規則的工具必將是無人機。美國使用捕食者無人機攻擊在也門和巴基斯坦的基地組織。英國使用無人機裝備戰斗機中隊。以色列軍隊認為，擁有最好的無人機技術的國家將成為未來戰爭的贏家。然而，無人機墜落事故也在頻繁上演，2001年9月至今，美軍無人機共發生400多起重大墜毀事故，該數字和同一時期美軍有人駕駛飛機的事故相當。捕食者無人機服役初期，每飛行10萬小時發生4.79起事故，收割者無人機每飛行10萬小時發生3.17起事故，該事故率遠遠高于有人駕駛飛機。專家研究認為，無人機存在結構損傷或缺陷是無人機墜毀的重要原因之一。為確保無人機安全執行任務，其裝備使用的復合材料機翼的健康狀況是無人機設計、質檢、技術保障部門首先必須要考慮的問題。

傳統動特性和損傷檢測裝備也不少，如激振器、振動臺、超聲波探傷儀、渦流探傷儀、射線探傷儀等。但上述儀器和設備使用的檢測技術方法單一，功能單一。對于復合材料機翼這種對象來說，傳統的損傷檢測裝備無法滿足大尺寸復合材料機翼準確、快速的損傷檢測需求；另外，高溫環境會使復合材料機翼產生蠕變，這種不可逆的塑性變形會嚴重的導致復合材料機翼的形狀和尺寸發生變化，甚至發生破裂，導致其不可靠、不安全；風沙環境會嚴重侵蝕復合材料機翼，使其產生裂紋和促使腐蝕疲勞的發展，極大縮短了復合材料機翼的使用壽命，然而，目前上述傳統的、單一功能的動特性和損傷檢測裝備無法滿足風沙-熱環境下無人機復合材料機翼動特性和損傷檢測需求，因此，設計并發明一款可以模擬風沙-熱環境且可以在上述復雜環境下實現無人機復材機翼動特性和損傷檢測的裝備系統就顯得尤為重要。

發明內容

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

風沙-熱環境下無人機復材機翼動特性和損傷檢測裝備，包括環境模擬機構，所述環境模擬機構內腔中間板頂部左端設置有激振機構，所述激振機構頂部設置有回轉工作臺，所述回轉工作臺一端通過螺栓固定連接多點柔性夾具，所述回轉工作臺另一端通過聯軸器設置第一減速器，所述第一減速器輸入端通過聯軸器設置有第一電機，所述第一電機固定安裝在激振機構頂部，所述多點柔性夾具右端設置有復合材料機翼，所述環境模擬機構中間板頂部設置有自動檢測機構，且自動檢測機構位于復合材料機翼后端，所述環境模擬機構內腔頂板底部設置有懸吊機構。