一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)，由直升機尾槳試件、夾具、加載接頭、試驗臺、動、靜載液壓作動器、連桿、液壓控制柜、應變片、動態(tài)應變儀和主控計算機組成；直升機尾槳試件的一端裝在夾具上；夾具裝在試驗臺上；直升機尾槳試件的另一端與加載接頭連接；加載接頭兩邊的耳軸通過連桿與裝在試驗臺上的靜載液壓作動器連接；裝在試驗臺上的動載液壓作動器與加載接頭連接；液壓控制柜與動、靜液壓作動器連接；在直升機尾槳試件和夾具的相應位置上粘貼應變片；動態(tài)應變儀與應變片連接；主控計算機與液壓控制柜和動態(tài)應變儀連接。本發(fā)明結構簡單、操作方便，用于直升機尾槳疲勞性能測試，測試結果對于結構疲勞壽命評定具有重要的工程應用價值。
【專利說明】一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)，屬于試驗測試【技術領域】?！颈尘凹夹g】
[0002]工程結構在使用過程中，都承受著交變載荷，會發(fā)生疲勞破壞，為保障其安全性，需要測試其疲勞性能，經(jīng)多年技術發(fā)展，業(yè)已形成完善的疲勞性能測試標準；但是，直升機尾槳在實際工作過程中受載復雜，直升機尾槳的高速旋轉會產生很大的離心力，從而在槳葉根部產生較大的軸向拉力，同時，槳葉會產生垂直于槳轂旋轉面的揮舞運動和沿旋轉方向的前后擺振運動，因此，必須模擬直升機尾槳復雜載荷條件，測試其疲勞性能，用于評估疲勞壽命，然而，常規(guī)的疲勞試驗機只能進行軸向拉伸/壓縮或旋轉彎曲疲勞試驗，對于既有由離心力產生的軸向拉力，又有因揮舞運動和擺振運動而產生交變橫向載荷的直升機尾槳，尚缺乏有效的疲勞性能試驗系統(tǒng)。為此，本發(fā)明將直升機尾槳根部試件、夾具、加載接頭、試驗臺、液壓作動器、連桿、液壓控制柜、應變片、動態(tài)應變儀和主控計算機集成為測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)，測試結果對于結構疲勞壽命評定具有重要的工程應用價值。

【發(fā)明內容】

[0003]1、目的:本發(fā)明的目的在于提供一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)，以用于直升機尾槳結構的疲勞性能測試。
[0004]2、技術方案:本發(fā)明一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)，由直升機尾槳試件、夾具、加載接頭、試驗臺、動、靜載液壓作動器、連桿、液壓控制柜、應變片、動態(tài)應變儀和主控計算機組成。它們之間的位置連接關系如下:直升機尾槳試件的一端安裝在夾具上；夾具安裝在試驗臺上；直升機尾槳試件的另一端與加載接頭連接；加載接頭兩邊的耳軸通過連桿與安裝在試驗臺上的靜載液壓作動器連接；安裝在試驗臺上的動載液壓作動器與加載接頭連接；液壓控制柜與兩臺動、靜載液壓作動器連接；在直升機尾槳試件和夾具的相應位置上粘貼應變片；動態(tài)應變儀與應變片連接；主控計算機與液壓控制柜和動態(tài)應變儀連接。
[0005]所述的直升機尾槳試件為直升機尾槳疲勞試件，該試件具體形狀和尺寸根據(jù)實際的直升機尾槳進行設計，兩端的夾持部位有孔，通過螺栓與夾具和加載接頭連接。
[0006]所述的夾具是由圓柱及帶槽的矩形件組合成一體，用以安裝和夾持直升機尾槳試件，需根據(jù)直升機尾槳試件夾持端的形狀和尺寸進行設計和制造。
[0007]所述的加載接頭是由帶槽的矩形件和耳軸組合成一體，用以連接直升機尾槳試件、靜載液壓作動器和動載液壓作動器，能夠將直升機尾槳試件牢固夾持并施加軸向載荷以及交變載荷，需根據(jù)直升機尾槳試件、靜載液壓作動器和動載液壓作動器的形狀和尺寸進行設計和制造。
[0008]所述的連桿為兩端安裝有球鉸鏈的長桿，用于連接加載接頭和靜載液壓作動器，需根據(jù)所施加載荷大小和試驗設備的安裝位置確定其尺寸。
[0009]所述的試驗臺為用于安裝夾具、液壓作動器等試驗設備的底座及支撐件組合成一體，需根據(jù)所安裝設備的形狀、尺寸以及相對位置關系進行設計和制造，試驗臺必須保證動載作動器的加載方向沿試驗要求的尾槳揮舞運動和擺振運動的合方向。
[0010]所述的動、靜載液壓作動器是由液壓作動筒和附屬的連接裝置組成，本系統(tǒng)采用兩臺動、靜載液壓作動器分別用于對直升機尾槳試件施加靜載和交變載荷，其中，液壓作動筒可以是常規(guī)的，附屬的連接裝置需要根據(jù)加載接頭和液壓作動筒的具體形狀和尺寸進行設計和制造。
[0011]所示的液壓控制柜用于對動、靜載液壓作動器進行控制，可以與主控計算機連接，通過主控計算機進行控制操作，可以是常規(guī)的液壓控制柜。
[0012]所述的應變片是一種用于測量應變的片狀元件，能將構件上應變的變化轉換為電阻變化，通常粘貼在直升機尾槳試件表面，可以是常規(guī)的電阻應變片。
[0013]所述的動態(tài)應變儀是一種與應變片連接用于測量試樣應變的儀器，能夠實時測量試樣的動態(tài)應變，可以是常規(guī)的動態(tài)電阻應變儀或自動動態(tài)電阻應變儀。
[0014]所述的主控計算機是常規(guī)的電子計算機，通過安裝相應的程序，可以對動、靜載液壓作動器進行控制以及讀取動態(tài)應變的數(shù)據(jù)。
[0015]所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成直升機尾槳疲勞試驗。該套系統(tǒng)有效解決了直升機尾槳疲勞性能的試驗測試問題。
[0016]3、優(yōu)點及功效:本發(fā)明的有益效果是可以完成直升機尾槳疲勞性能的試驗測試，而且該系統(tǒng)具有操作方便和測量精度高的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0018]圖1是直升機尾槳試件示意圖。
[0019]圖2是夾具示意圖。
[0020]圖3是加載接頭示意圖。
[0021]圖4是試驗臺示意圖。
[0022]圖5是連桿示意圖。
[0023]圖6是靜載液壓作動器示意圖。
[0024]圖7是動載液壓作動器示意圖。
[0025]圖8是直升機尾槳疲勞性能的試驗測試系統(tǒng)結構圖。
[0026]圖8中:1.試驗臺，2.夾具，3.應變片，4.直升機尾槳試件，5.加載接頭，6.動載液壓作動器，7.連桿，8.靜載液壓作動器。
【具體實施方式】
[0027]【具體實施方式】一:結合圖1一圖8說明本發(fā)明的【具體實施方式】。本發(fā)明一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)，由試驗臺1、夾具2、應變片3、直升機尾槳試件4、加載接頭5、動載液壓作動器6、連桿7、靜載液壓作動器8、液壓控制柜、動態(tài)應變儀和主控計算機組成。在圖8中，直升機尾槳試件4的一端安裝在夾具2上；夾具2安裝在試驗臺I上；直升機尾槳試件4的另一端與加載接頭5連接；安裝在試驗臺I上的動載液壓作動器6通過球鉸鏈與加載接頭5上的耳軸相連；靜載液壓作動器8通過兩根帶球鉸鏈的連桿7與加載接頭5連接，動載液壓作動器6和靜載液壓作動器8均與液壓控制柜連接；在直升機尾槳試件4和夾具2的相應位置上粘貼應變片3 ;動態(tài)應變儀與應變片3連接；液壓控制柜和動態(tài)應變儀均與主控計算機連接。以上設備和裝置集成對接后，便組成了直升機尾槳疲勞性能試驗測試系統(tǒng)。
[0028]圖1具體給出了一種測試直升機尾槳疲勞性能的試件，在直升機尾槳試件4兩端的夾持部位設計了緊固孔，能起到夾持和定位作用。夾具2如圖2所示，安裝在試驗臺I上并與直升機尾槳試件4的一端連接，它起到夾持和固定直升機尾槳試件4的作用。加載接頭5如圖3所示，它與直升機尾槳試件4的另一端連接，其主要作用為傳遞并對直升機尾槳試件4施加載荷。加載接頭4兩邊的耳軸與連桿相連7，連桿7與靜載作動器相連8，以對直升機尾槳試件4施加軸向靜載。動載作動器6與加載接頭5連接，以對直升機尾槳試件4施加交變載荷，動載作動器6的軸線方向應該為尾槳揮舞運動和擺振運動的合方向。在直升機尾槳試件4和夾具2上的相應位置粘貼應變片3，動態(tài)應變儀與應變片3相連，以讀取實時應變，根據(jù)應變與載荷的對應關系，可以通過應變計算出直升機尾槳試件4所受載荷的大小。夾具2、動載液壓作動器6、和靜載液壓作動器8均安裝在試驗臺I上，試驗臺I的作用是固定各試驗裝置。動態(tài)應變儀和液壓控制柜均與主控計算機連接，通過主控計算機控制載荷大小和加載頻率以及監(jiān)控實時應變。所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成直升機尾槳疲勞性能測試試驗。圖4、圖5、圖6和圖7分別是試驗臺、連桿、靜載液壓作動器和動載液壓作動器示意圖。
【權利要求】
1.一種測試直升機尾槳疲勞性能的試驗系統(tǒng)，其特征在于:它由直升機尾槳試件、夾具、加載接頭、試驗臺、動、靜載液壓作動器、連桿、液壓控制柜、應變片、動態(tài)應變儀和主控計算機組成；直升機尾槳試件的一端安裝在夾具上；夾具安裝在試驗臺上；直升機尾槳試件的另一端與加載接頭連接；加載接頭兩邊的耳軸通過連桿與安裝在試驗臺上的靜載液壓作動器連接；安裝在試驗臺上的動載液壓作動器與加載接頭連接；液壓控制柜與兩臺動、靜載液壓作動器連接；在直升機尾槳試件和夾具的相應位置上粘貼應變片；動態(tài)應變儀與應變片連接；主控計算機與液壓控制柜和動態(tài)應變儀連接； 所述的直升機尾槳試件為直升機尾槳疲勞試件，該試件具體形狀和尺寸根據(jù)實際的直升機尾槳進行設計，兩端的夾持部位有孔，通過螺栓與夾具和加載接頭連接； 所述的夾具是由圓柱及帶槽的矩形件組合成一體，用以安裝和夾持直升機尾槳試件，需根據(jù)直升機尾槳試件夾持端的形狀和尺寸進行設計和制造； 所述的加載接頭是由帶槽的矩形件和耳軸組合成一體，用以連接直升機尾槳試件、靜載液壓作動器和動載液壓作動器，能夠將直升機尾槳試件牢固夾持并施加軸向載荷以及交變載荷，需根據(jù)直升機尾槳試件、靜載液壓作動器和動載液壓作動器的形狀和尺寸進行設計和制造； 所述的連桿為兩端安裝有球鉸鏈的長桿，用于連接加載接頭和靜載液壓作動器，需根據(jù)所施加載荷大小和試驗設備的安裝位置確定其尺寸； 所述的試驗臺為用于安裝夾具、液壓作動器試驗設備的底座及支撐件組合成一體，需根據(jù)所安裝設備的形狀、尺寸以及相對位置關系進行設計和制造，試驗臺必須保證動載作動器的加載方向沿試驗要求的尾槳揮舞運動和擺振運動的合方向； 所述的動、靜載液壓作動器是由液壓作動筒和附屬的連接裝置組成，本系統(tǒng)采用兩臺動、靜載液壓作動器分別用于對直升機尾槳試件施加靜載和交變載荷，其中，液壓作動筒是常規(guī)的，附屬的連接裝置需要根據(jù)加載接頭和液壓作動筒的具體形狀和尺寸進行設計和制造; 所示的液壓控制柜用于對動、靜載液壓作動器進行控制，與主控計算機連接，通過主控計算機進行控制操作，是常規(guī)的液壓控制柜； 所述的應變片是一種用于測量應變的片狀元件，能將構件上應變的變化轉換為電阻變化，通常粘貼在直升機尾槳試件表面，是常規(guī)的電阻應變片； 所述的動態(tài)應變儀是一種與應變片連接用于測量試樣應變的儀器，能夠實時測量試樣的動態(tài)應變，是常規(guī)的動態(tài)電阻應變儀或自動動態(tài)電阻應變儀； 所述的主控計算機是常規(guī)的電子計算機，通過安裝相應的程序，對動、靜載液壓作動器進行控制以及讀取動態(tài)應變的數(shù)據(jù)； 所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成直升機尾槳疲勞試驗。
【文檔編號】G01M13/00GK104019970SQ201410212371
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2014年5月20日
【發(fā)明者】熊峻江, 王池權, 滿孜郁 申請人:北京航空航天大學