本發(fā)明屬于軸載荷試驗(yàn)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)飛機(jī)或其他輪式車(chē)輛在地面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，輪胎對(duì)地板的作用力過(guò)大時(shí)或者地板強(qiáng)度不足以承受輪式車(chē)輛壓力或壓強(qiáng)的情況下，會(huì)對(duì)地板構(gòu)成破壞，輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)用于驗(yàn)證地板在輪胎一定壓力下的承載能力。

現(xiàn)有飛機(jī)靜力試驗(yàn)設(shè)計(jì)中主要控制靜力試驗(yàn)總載荷，對(duì)于輪式車(chē)輛軸載荷這種特殊類型的載荷的施加方法沒(méi)有明確的說(shuō)明，通常情況下只模擬最終狀態(tài)下的輪胎接觸面積和總載荷，比如，采用剛性輪胎假件或者是接地面積不變的氣囊(接地處非彈性材料制作)，這種結(jié)構(gòu)的缺陷在于，不能真實(shí)模擬輪胎在受壓情況下由于接地面積的變化導(dǎo)致的對(duì)地壓強(qiáng)變化的情況，從而不能有效分析地板承載能力，因此，對(duì)過(guò)載變化過(guò)程中結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究不是很充分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置及方法，通過(guò)將輪胎假件接地端設(shè)置為氣囊等具有伸縮性的結(jié)構(gòu)，以保證在輪胎假件受到垂直向下的力時(shí)，其接地面積會(huì)發(fā)生改變，從而能夠真實(shí)地模擬輪胎在不同載荷下的變形情況，進(jìn)而有效分析地板的承載能力。

本發(fā)明第一個(gè)方面提出了一種輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置，主要包括加載夾具及氣囊，其中，

氣囊的第一部分設(shè)置在所述加載夾具內(nèi)，并向所述加載夾具的一端面上延伸形成氣孔，向與具有氣孔相對(duì)立的一個(gè)端面外延伸形成第二部分，所述第二部分自加載夾具的端面向遠(yuǎn)離加載夾具的方向呈弧狀凸伸；

加載夾具為六面體結(jié)構(gòu)，在不包括具有氣孔以及氣囊第二部分的其它端面上均設(shè)置有載荷施加連接機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的是，所述載荷施加連接機(jī)構(gòu)包括單耳片，其與所述加載夾具一體設(shè)計(jì)或焊接在所述加載夾具上。

在上述方案中優(yōu)選的是，所述氣囊上還設(shè)置有壓力傳感器。

在上述方案中優(yōu)選的是，壓力傳感器設(shè)置在與所述氣孔處于同一個(gè)端面上。

本發(fā)明另一方面提供了一種輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)方法，基于上述所述的輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置，其主要包括以下步驟：

向所述氣囊內(nèi)充氣，并將所述氣囊的第二部分接觸所述地板；

將所述加載夾具連接至載荷施加裝置，對(duì)其施加垂向載荷，并增加載荷量，使所述氣囊內(nèi)的壓力P到達(dá)接地許用壓力Pmax的90％～98％，進(jìn)行試驗(yàn)，打開(kāi)出氣孔，釋放所述氣囊內(nèi)的部分氣體，使所述氣囊內(nèi)的壓力降至Pmax的90％以下，關(guān)閉出氣孔，繼續(xù)增加垂向載荷的載荷量，使所述氣囊內(nèi)的壓力P重新到達(dá)接地許用壓力Pmax的90％～98％，重復(fù)上述步驟，直至完成試驗(yàn)。

優(yōu)選的是，所述氣囊內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，用于實(shí)時(shí)反饋所述氣囊內(nèi)的壓力。

本發(fā)明的有益效果在于：由于本發(fā)明方法采用氣囊和主動(dòng)加載相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了模擬輪胎與飛機(jī)地板結(jié)構(gòu)在載荷變化過(guò)程中的接觸變化，實(shí)現(xiàn)載荷施加與實(shí)際受載的精確模擬，避免了傳統(tǒng)的單一氣囊加載只模擬總載荷而對(duì)載荷變化過(guò)程模擬的不足。

另外試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能夠滿足該類載荷試驗(yàn)的工程需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為加載夾具，2為氣囊，3為單耳片，4為氣孔，5為壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供了一種輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置及方法，通過(guò)將輪胎假件接地端設(shè)置為氣囊等具有伸縮性的結(jié)構(gòu)，以保證在輪胎假件受到垂直向下的力時(shí)，其接地面積會(huì)發(fā)生改變，從而能夠真實(shí)地模擬輪胎在不同載荷下的變形情況，進(jìn)而有效分析地板的承載能力。

本發(fā)明第一個(gè)方面提出了一種輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置，如圖1所示，主要包括加載夾具1及氣囊2，其中，

加載夾具1為六面體，一個(gè)端面敞口，另外五個(gè)端面封閉，圖1中該加載夾具1的下端面為敞口，氣囊2包括兩部分，其中，第一部分設(shè)置在所述加載夾具內(nèi)，能夠在充氣時(shí)填充整個(gè)夾具或者全部膠接在加載夾具1的內(nèi)壁上，并向所述加載夾具1的一端面上延伸形成氣孔4，向與具有氣孔相對(duì)立的一個(gè)端面外延伸形成第二部分，所述第二部分自加載夾具的端面向遠(yuǎn)離加載夾具的方向呈弧狀凸伸。

可以理解的是，參考圖1，氣囊2的第二部分凸出在加載夾具1的外部，具體的，是向加載夾具1的敞口處的一個(gè)端面處向外延伸形成的，該部分呈弧狀，用于模擬輪胎接地端的結(jié)構(gòu)。該氣囊可以取自真實(shí)的輪胎，也可以由制造所述輪胎的材料加工形成，另外需要說(shuō)明的是，氣囊可以是全封閉的，也可以是半封閉的，其取決于氣囊的第一部分，參考圖1，由于氣囊的第一部分設(shè)置在加載夾具1內(nèi)，而加載夾具1除了接觸氣囊第二部分的敞口端面以外的端面均為封閉端面，因此，為保證氣囊的封閉性，只要保證氣囊與該敞口端面的封閉性即可，為此，在備選實(shí)施方式中，氣囊的第一部分可以開(kāi)口，開(kāi)口尺寸與加載夾具的敞口端面尺寸一致，從而能將氣囊的第一部分開(kāi)口端沿其端面膠接在加載夾具1的內(nèi)壁上，進(jìn)而使得氣囊與加載夾具共同構(gòu)成一封閉區(qū)間。

可以理解的是，為向該封閉區(qū)間內(nèi)通氣，加載夾具1的背離敞口端面的一個(gè)端面上設(shè)置有氣孔4，氣孔4既為進(jìn)氣口，又為出氣口，備選實(shí)施方式中，該氣孔可以設(shè)置為兩個(gè)或以上。

本實(shí)施例中，為保證載荷的加載，加載夾具設(shè)置為六面體結(jié)構(gòu)，在不包括具有氣孔以及氣囊第二部分這兩個(gè)端面的其它端面上均設(shè)置有載荷施加連接機(jī)構(gòu)。參考圖1，所述載荷施加連接機(jī)構(gòu)可以設(shè)置為單耳片3，其與所述加載夾具1一體設(shè)計(jì)或焊接在所述加載夾具上，單耳片3一端固定在加載夾具1的端面上，另一端向外凸出形成具有銷孔的一端，從而能方便匹配加載機(jī)構(gòu)。

在進(jìn)行載荷試驗(yàn)時(shí)，為達(dá)到氣囊接地面積變化的目的，氣囊內(nèi)的氣體壓強(qiáng)需要不斷調(diào)節(jié)，為此，可以通過(guò)在所述氣囊上還設(shè)置壓力傳感器5來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如圖1所示，壓力傳感器可以設(shè)置在與所述氣孔處于同一個(gè)端面上，以便向外引出導(dǎo)線，該導(dǎo)線另外一端可以電聯(lián)控制端，通過(guò)在控制端加載載荷譜來(lái)控制氣囊內(nèi)的壓力。

本發(fā)明另一方面提供了一種輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)方法，基于上述所述的輪式車(chē)輛軸載荷試驗(yàn)裝置，其主要包括以下步驟：

向所述氣囊內(nèi)充氣，并將所述氣囊的第二部分接觸所述地板；

將所述加載夾具連接至載荷施加裝置，對(duì)其施加垂向載荷，并增加載荷量，使所述氣囊內(nèi)的壓力P到達(dá)接地許用壓力Pmax的90％～98％，進(jìn)行地板強(qiáng)度或疲勞試驗(yàn)，打開(kāi)出氣孔，釋放所述氣囊內(nèi)的部分氣體，使所述氣囊內(nèi)的壓力降至Pmax的90％以下，關(guān)閉出氣孔，繼續(xù)增加垂向載荷的載荷量，使所述氣囊內(nèi)的壓力P重新到達(dá)接地許用壓力Pmax的90％～98％，重復(fù)上述步驟，直至完成試驗(yàn)。

例如，接地許用壓力Pmax為100N，封閉由氣囊及加載夾具構(gòu)成的區(qū)間，施加垂向載荷，使氣囊內(nèi)壓力增至約95N，進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，一段時(shí)間后，保持垂向載荷不變，打開(kāi)出氣孔，降低氣囊內(nèi)壓力至90N以下，按實(shí)際載荷需求或載荷譜增加垂向載荷，至氣囊內(nèi)壓力重新增至90N以上，進(jìn)行第二輪疲勞試驗(yàn)，如此反復(fù)，直至按載荷譜完成整個(gè)疲勞試驗(yàn)。

可以理解的是，所述氣囊內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，用于實(shí)時(shí)反饋所述氣囊內(nèi)的壓力。氣孔處設(shè)置有閥門(mén)，閥門(mén)控制機(jī)構(gòu)、壓力傳感器以及載荷加載機(jī)構(gòu)均連接至同一控制端，通過(guò)在控制端加載載荷譜，使試驗(yàn)?zāi)軌虬凑蛰d荷譜需求自動(dòng)控制氣囊內(nèi)壓力及試驗(yàn)載荷，完成地板強(qiáng)度試驗(yàn)。

本發(fā)明的有益效果在于：由于本發(fā)明方法采用氣囊和主動(dòng)加載相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了模擬輪胎與飛機(jī)地板結(jié)構(gòu)在載荷變化過(guò)程中的接觸變化，實(shí)現(xiàn)載荷施加與實(shí)際受載的精確模擬，避免了傳統(tǒng)的單一氣囊加載只模擬總載荷而對(duì)載荷變化過(guò)程模擬的不足。

另外試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能夠滿足該類載荷試驗(yàn)的工程需求。

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。