[發明專利]基于共振法高頻熱載槳葉疲勞試驗裝置

在審

• 申請號: 201810830816.5
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108760540A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳小毛;范婧婕;尹翔
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京長空科技有限公司;南京浦口高新技術產業開發區管理委員會
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱寶慶

本發明提供了一種基于共振法高頻熱載槳葉疲勞試驗裝置，包括振動臺、兩個支撐橫梁、兩個支座、兩個滾動軸承、兩個安裝夾具、兩個加熱組件；振動臺位于兩個支撐橫梁中間，槳葉中心設置于振動臺上，每一支撐橫梁上端設置直梁，每一支座上端固定連接于直梁上，每一安裝夾具上端面的連接耳通過相應滾動軸承與相應支座轉動連接，每一安裝夾具夾在槳葉的一階固有頻率的節點上，加熱組件包括溫度控制電路、驅動電源，驅動電源為溫度控制電路供電，溫度控制電路設置于測試的槳葉上，溫度控制電路中設置若干檢測器電阻且獲取每一檢測器電阻的實時阻值。

技術領域

本發明涉及一種直升機槳葉的機械振動實驗裝置，特別是一種基于共振法高頻熱載槳葉疲勞試驗裝置。

背景技術

疲勞是引起機械構件失效的最主要原因，并且可能造成災難性的事故。旋翼槳葉作為直升機的最關鍵的幾大部件之一，長期承受復雜的周期交變載荷，因此它性能的好與壞直接影響直升機的總體性能，同時關系到飛行的安全。目前，解決旋翼槳葉的安全使用壽命這一問題的有效方法就是通過疲勞試驗，從而獲得槳葉的疲勞性能參數。因此，在直升機定型前必須進行疲勞實驗驗證。直升機槳葉是一種細長結構，工作時承受多方向的振動和靜載荷。直升機槳葉疲勞試驗，要求盡可能的模擬真實的工作環境，實驗模擬整個槳葉展長方向上的響應，存在著很大的困難，甚至是不可能的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于共振法高頻熱載槳葉疲勞試驗裝置，可以對槳葉內加熱組件在大應變條件下，進行快速測試，且結果精確度高。

實現本發明目的的技術方案為：一種基于共振法高頻熱載槳葉疲勞試驗裝置，包括振動臺、兩個支撐橫梁、兩個支座、兩個滾動軸承、兩個安裝夾具、兩個加熱組件；振動臺位于兩個支撐橫梁中間，槳葉中心設置于振動臺上，每一支撐橫梁上端設置直梁，每一支座上端固定連接于直梁上，每一安裝夾具上端面的連接耳通過相應滾動軸承與相應支座轉動連接，每一安裝夾具夾在槳葉的一階固有頻率的節點上，加熱組件包括溫度控制電路、驅動電源，驅動電源為溫度控制電路供電，溫度控制電路設置于測試的槳葉上，溫度控制電路中設置若干檢測器電阻且獲取每一檢測器電阻的實時阻值。

一種基于共振法高頻熱載槳葉疲勞試驗方法，包括以下步驟：

槳葉在振動臺的驅動下振動；

溫度控制電路中的檢測電阻循環加熱冷卻；

至少記錄加熱冷卻循環次數、檢測電阻阻值、檢測電阻表面溫度、加熱電壓，若電阻阻值改變和/或檢測電阻表面溫度變化異常，則槳葉失效。

采用上述方法，檢測電阻循環加熱冷卻的過程為：為溫度控制電路供電，當檢測電阻溫度達到了預設值，溫度控制電路斷開，槳葉自然冷卻；冷卻到預設溫度，為溫度控制電路供電，開始供能加熱，直到檢測電阻再次達到預設溫度，如此循環。

采用上述方法，在槳葉上設置加速度計，對加速度信號進行頻率分析，若振動頻率偏離預定范圍，則直梁破壞或者振動臺發生故障，關閉振動臺。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：(1)本發明并未采用應變信號直接進行振動控制，而是對加速度信號進行頻率分析，如果振動頻率偏離預定范圍，則直梁破壞或者控制系統發生故障，需要立即關閉振動臺；同時功放的輸出功率進行檢測，表明是否直梁的動力學特性發生變化；(2)安裝夾具夾在槳葉的一階固有頻率的節點上，按照一階固有頻率激勵，應能夠在較短的時間內(1-2天)完成數百萬應變循環，在此實驗裝置下獲得的槳葉的疲勞性能參數，可以為壽命的評估提供可靠的依據，以確定更合理的槳葉合格標準，以提高經濟效益；(3)電熱組件由溫度控制系統和電源驅動，通過檢測器電阻來判斷整個電路的連通性。電熱組件中的任何電路斷開都被認為是失效。電路斷開，電阻改變時意味著試驗件發生失效。

附圖說明

圖1是本發明實驗裝置示意圖。

圖2是本發明實驗裝置俯視圖。