一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)，它由螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構(gòu)、振動臺、應(yīng)變片和動態(tài)應(yīng)變儀組成；它們之間的位置連接關(guān)系是：四個螺旋槳槳葉試件的根部通過螺栓與夾具連接，左右各設(shè)置兩個螺旋槳葉試件；在螺旋槳葉試件尖部位置打孔，以安裝靜載加載機構(gòu)，每邊的兩個螺旋槳葉試件通過尖部的靜載加載機構(gòu)連接在一起；整個螺旋槳葉試件及夾具一體通過振動臺的絲杠連接于振動臺的動圈上；在螺旋槳葉試件的相應(yīng)位置上粘貼應(yīng)變片；動態(tài)應(yīng)變儀與應(yīng)變片連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、效率高，用于螺旋槳葉勞性能試驗測試，測試結(jié)果對于結(jié)構(gòu)疲勞壽命評定具有重要的工程應(yīng)用價值。
【專利說明】 一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)，屬于試驗測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工程結(jié)構(gòu)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(shù)發(fā)展，業(yè)已形成完善的疲勞性能測試標(biāo)準(zhǔn)；但是，飛機螺旋槳葉在實際工作過程中受載復(fù)雜，在高速旋轉(zhuǎn)中槳葉承受著很大的離心力和氣動拉力，在飛行中，因槳葉旋轉(zhuǎn)面與飛行方向不垂直而導(dǎo)致交變力矩以及振動載荷作用在槳葉上，因此，必須模擬螺旋槳復(fù)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簡單試樣的軸向拉伸/壓縮或旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗，對于既有軸向離心力又有交變橫向載荷的螺旋槳葉結(jié)構(gòu)件，尚缺乏有效的疲勞性能試驗系統(tǒng)。為此，本發(fā)明將螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構(gòu)、振動臺、應(yīng)變片和動態(tài)應(yīng)變儀集成為測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)，測試結(jié)果對于結(jié)構(gòu)疲勞壽命評定具有重要的工程應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、目的:本發(fā)明的目的在于提供一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)，以用于飛機螺旋槳結(jié)構(gòu)的疲勞性能測試。
[0004]2、技術(shù)方案:本發(fā)明一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)，由螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構(gòu)、振動臺、應(yīng)變片和動態(tài)應(yīng)變儀組成。它們之間的位置連接關(guān)系如下:4個螺旋槳葉試件的根部通過螺栓與夾具連接，左右各設(shè)置2個螺旋槳葉試件；在螺旋槳葉試件尖部打孔，以安裝靜載加載機構(gòu)，每邊的2個螺旋槳葉試件通過尖部的靜載加載機構(gòu)連接在一起；整個螺旋槳葉試件及夾具一體通過振動臺的絲杠連接于振動臺的動圈上；在螺旋槳葉試件的相應(yīng)位置上粘貼應(yīng)變片；動態(tài)應(yīng)變儀與應(yīng)變片連接。
[0005]所述的螺旋槳葉試件為螺旋槳葉疲勞試件，該試件具體形狀和尺寸根據(jù)實際的飛機螺旋槳進行設(shè)計，兩端的夾持部位有孔，通過螺栓與夾具連接。
[0006]所述的夾具是由圓柱及開有孔洞的夾板組合而成，用以安裝和夾持螺旋槳葉試件，需根據(jù)螺旋槳葉試件夾持端的形狀和尺寸以及螺旋槳葉試件加載時的變形量進行設(shè)計和制造。
[0007]所述的靜載加載機構(gòu)是由4塊型面夾板、加載螺桿和相應(yīng)的螺栓、螺母組成，以對螺旋槳葉試件施加靜載，其中型面夾板的一面為平面，另一面應(yīng)緊密貼合螺旋槳葉試件的表面。
[0008]所述的振動臺是用以對螺旋槳葉試件施加振動載荷的振動試驗臺，可以對所施加的載荷大小和頻率進行控制，可以是常規(guī)的電磁振動臺或自制振動臺。
[0009]所述的應(yīng)變片是一種用于測量應(yīng)變的片狀元件，能將構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化，通常粘貼在試件表面，可以是常規(guī)的電阻應(yīng)變片。
[0010]所述的動態(tài)應(yīng)變儀是一種與應(yīng)變片連接用于測量試樣應(yīng)變的儀器，能夠?qū)崟r測量試樣的動態(tài)應(yīng)變，可以是常規(guī)的動態(tài)電阻應(yīng)變儀或自動動態(tài)電阻應(yīng)變儀。
[0011]所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成螺旋槳葉疲勞試驗。該套系統(tǒng)有效解決了螺旋槳葉疲勞性能的試驗測試問題。
[0012]3、優(yōu)點及功效:本發(fā)明的有益效果是可以完成螺旋槳葉疲勞性能的試驗測試，而且能同時進行4件螺旋槳葉試件的疲勞試驗，該系統(tǒng)具有操作方便、測量精度高和效率高的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0014]圖1是螺旋槳葉試件示意圖。
[0015]圖2是夾具示意圖。
[0016]圖3是靜載加載機構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是振動臺示意圖。
[0018]圖4中:1.螺母，2.墊片，3.絲杠，4.動圈，5.振動臺底座。
[0019]圖5是螺旋槳葉疲勞性能試驗測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖5中:6.應(yīng)變片，7.螺旋槳葉試件，8.夾具，9.靜載加載機構(gòu)，10.振動臺?！揪唧w實施方式】
[0021]【具體實施方式】一:結(jié)合圖5說明本發(fā)明的【具體實施方式】。本發(fā)明一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)，由螺旋槳葉試件7、夾具8、靜載加載機構(gòu)9、振動臺10、應(yīng)變片6和動態(tài)應(yīng)變儀組成。在圖5中，4個螺旋槳葉試件7的根部通過螺栓安裝在夾具8上，左右各2個螺旋槳葉試件7 ;每邊的上下兩個螺旋槳葉試件7的尖部通過靜載加載機構(gòu)9連接在一起；夾具8安裝在振動臺10的絲杠3上；在螺旋槳葉試件7的相應(yīng)位置上粘貼應(yīng)變片6 ;動態(tài)應(yīng)變儀與應(yīng)變片6連接。以上設(shè)備和裝置集成對接后，便組成了飛機螺旋槳疲勞性能試驗測試系統(tǒng)。
[0022]圖1具體給出了一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試件，在螺旋槳葉試件7根部的夾持部位設(shè)計了緊固孔，能起到夾持和定位作用，螺旋槳試件7尖部的孔用于安裝靜載加載機構(gòu)9。夾具8如圖2所示，安裝在振動臺10的絲杠3上并與4個螺旋槳葉試件的根部連接，它起到夾持螺旋槳葉試件和傳遞載荷的作用，由于飛機螺旋槳在工作中一面為拉應(yīng)力另一面為壓應(yīng)力，因此在安裝螺旋槳葉試件的時候應(yīng)使拉應(yīng)力的一面朝外，壓應(yīng)力的一面朝里。靜載加載機構(gòu)9如圖3所示，它由4塊型面夾板、加載螺桿和相應(yīng)的螺栓、螺母組成，兩塊型面夾板通過螺栓將螺旋槳葉試件尖部夾緊，加載螺桿穿過上下兩邊的型面夾板和螺旋槳葉試件尖部中間的孔，通過擰緊加載螺桿兩端的螺母調(diào)整螺旋槳葉試件尖部的張口大小，實現(xiàn)對螺旋槳葉試件施加靜載。在螺旋槳葉試件上的相應(yīng)位置粘貼應(yīng)變片6，動態(tài)應(yīng)變儀與應(yīng)變片6相連，以讀取實時應(yīng)變，根據(jù)應(yīng)變與載荷的對應(yīng)關(guān)系，可以通過應(yīng)變計算出螺旋槳葉試件所受載荷的大小。所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成飛機螺旋槳疲勞性能測試試驗。圖4是振動臺示意圖，該振動臺10是由.螺母1，墊片2，絲杠3，動圈4，振動臺底座5組成。
【權(quán)利要求】
1.一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統(tǒng)，其特征在于:它由螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構(gòu)、振動臺、應(yīng)變片和動態(tài)應(yīng)變儀組成；4個螺旋槳葉試件的根部通過螺栓與夾具連接，左右各設(shè)置2個螺旋槳葉試件；在螺旋槳葉試件尖部打孔，以安裝靜載加載機構(gòu)，每邊的2個螺旋槳葉試件通過尖部的靜載加載機構(gòu)連接在一起；整個螺旋槳葉試件及夾具一體通過振動臺的絲杠連接于振動臺的動圈上；在螺旋槳葉試件的相應(yīng)位置上粘貼應(yīng)變片；動態(tài)應(yīng)變儀與應(yīng)變片連接； 所述的螺旋槳葉試件為螺旋槳葉疲勞試件，該試件具體形狀和尺寸根據(jù)實際的飛機螺旋槳進行設(shè)計，兩端的夾持部位有孔，通過螺栓與夾具連接； 所述的夾具是由圓柱及開有孔洞的夾板組合而成，用以安裝和夾持螺旋槳葉試件，需根據(jù)螺旋槳葉試件夾持端的形狀和尺寸以及螺旋槳葉試件加載時的變形量進行設(shè)計和制造； 所述的靜載加載機構(gòu)是由4塊型面夾板、加載螺桿和相應(yīng)的螺栓、螺母組成，以對螺旋槳葉試件施加靜載，其中型面夾板的一面為平面，另一面應(yīng)緊密貼合螺旋槳葉試件的表面； 所述的振動臺是用以對螺旋槳葉試件施加振動載荷的振動試驗臺，對所施加的載荷大小和頻率進行控制，是常規(guī)的電磁振動臺或自制振動臺； 所述的應(yīng)變片是一種用于測量應(yīng)變的片狀元件，能將構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化，通常粘貼在試件表面，是常規(guī)的電阻應(yīng)變片； 所述的動態(tài)應(yīng)變儀是一種與應(yīng)變片連接用于測量試樣應(yīng)變的儀器，能夠?qū)崟r測量試樣的動態(tài)應(yīng)變，是常規(guī)的動態(tài)電阻應(yīng)變儀或自動動態(tài)電阻應(yīng)變儀； 所有裝置根據(jù)試驗要求連接和調(diào)試完畢后，便可根據(jù)具體試驗要求完成螺旋槳葉疲勞試驗。
【文檔編號】G01M13/00GK104019968SQ201410212074
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】熊峻江, 李礦, 云新堯 申請人:北京航空航天大學(xué)