一種柔性梁剛度測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及直升機旋翼試驗領(lǐng)域，具體涉及一種柔性梁的剛度試驗。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性梁剛度試驗主要用于評估其剖面特性與理論計算值的符合性，其測試結(jié)果可以為旋翼動力學(xué)計算、載荷計算、強度校核等方面提供重要的數(shù)據(jù)支持。
[0003]柔性梁剛度試驗加載裝置一般采用松木材質(zhì)，內(nèi)端結(jié)構(gòu)與柔性梁加載端裝配，夕卜端設(shè)計成規(guī)則的長方體結(jié)構(gòu)、該加載裝置各加載點應(yīng)能模擬柔性梁與槳葉連接端的真實受力情況，以保證揮舞彎曲剛度、擺振彎曲剛度及扭轉(zhuǎn)剛度測試時載荷傳遞的真實性。對于彎曲剛度相關(guān)的測試項目，只要保證加載裝置對應(yīng)加載點對試件形心無附加力矩即可，對加載裝置規(guī)格無具體要求，而對于扭轉(zhuǎn)剛度相關(guān)的測試項目，在滿足扭矩加載要求的前提下，為保證砝碼加載的可行性和試驗的安全性，要求加載裝置必須具有一定的扭力臂，但由于受松木材質(zhì)特性的限制，傳統(tǒng)加載裝置外端只能設(shè)計成規(guī)則的類長方體結(jié)構(gòu)，無法對其進行合理的結(jié)構(gòu)減重設(shè)計，扭力臂的加大勢必會造成加載裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和重量明顯增加。
[0004]綜合考慮各類因素，傳統(tǒng)柔性梁剛度試驗加載裝置的設(shè)計和試驗方案為:設(shè)計時只考慮揮舞和擺振剛度測試要求；試驗時，對于扭轉(zhuǎn)剛度相關(guān)的測試項目，由于受加載裝置結(jié)構(gòu)尺寸的限制，為滿足扭矩加載要求和保證砝碼加載的可行性，需在現(xiàn)有加載裝置基礎(chǔ)上安裝槽鋼，并借助槽鋼完成扭轉(zhuǎn)剛度試驗。上述扭轉(zhuǎn)剛度試驗方案在很大程度上增加了試驗復(fù)雜度和試驗安裝量，同時由于槽鋼規(guī)格有限，而加載裝置規(guī)格不一，很難保證加載裝置與槽鋼精確配合，其會直接導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)剛度試驗誤差加大。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提出一種柔性梁剛度試驗加載裝置，能夠在不增加試驗復(fù)雜度的前提下完成各項柔性梁剛度測試項目，并簡化試驗安裝工藝，提高試驗精度。
[0006]本實用新型柔性梁剛度試驗加載裝置，包括加載接頭，所述加載接頭中間為柔性梁加載端、左右兩端固定有減重機構(gòu)，所述柔性梁加載端上下中間位置均設(shè)有凸臺，每個凸臺開有一個揮舞螺栓孔，所述柔性梁加載端上下凸臺兩邊對稱位置均開有連接螺栓孔，所述減重機構(gòu)兩端開有扭轉(zhuǎn)螺栓孔，其中，所述揮舞螺栓孔安裝有揮舞螺栓組件，所述連接螺栓孔處安裝連接螺栓組件，所述扭轉(zhuǎn)螺栓孔安裝有扭轉(zhuǎn)螺栓組件，所述柔性梁剛度測量裝置由剛性材料制成。
[0007]優(yōu)選的是，所述減重機構(gòu)設(shè)置為空心三角形結(jié)構(gòu)，所述柔性梁加載端的左右兩側(cè)即為三角形的底邊，所述扭轉(zhuǎn)螺栓孔開在三角形頂角位置處。
[0008]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述連接螺栓為空心圓柱結(jié)構(gòu)。
[0009]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述剛性材料為鋁合金。
[0010]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述剛性材料為鋁制材料。
[0011]本實用新型關(guān)鍵點是:
[0012]加載接頭上下對稱于水平軸線、左右對稱于垂直軸線，可有效避免因結(jié)構(gòu)不對稱引起試件上的附加扭矩問題；
[0013]本加載裝置通用性強，可應(yīng)用于直升機各種類型的槳葉和柔性梁剛度試驗，無需附加槽鋼等其他裝置，便能完成扭轉(zhuǎn)剛度相關(guān)測試項目，簡化試驗安裝工藝，并有效避免了因槽鋼與加載裝置配合不良引起的試驗誤差；
[0014]本加載裝置所有部件均采用鋁材，加載接頭左右兩側(cè)外端采用斜三角形結(jié)構(gòu)且設(shè)計有減重三角孔，左端連接螺栓組件、右端連接螺栓組件的連接專用螺栓均采用空心圓柱結(jié)構(gòu)，保證強度和剛度要求的同時可有效減輕結(jié)構(gòu)重量；
[0015]所述左端扭轉(zhuǎn)螺栓組件和右端扭轉(zhuǎn)螺栓組件既可用于擺振剛度測試，又可用于扭轉(zhuǎn)剛度測試，該兩扭轉(zhuǎn)螺栓組件一端采用耳片結(jié)構(gòu)，便于與各種連接機構(gòu)直接裝配，同時可應(yīng)用于其它類型試驗，實現(xiàn)了一件多用和多次重復(fù)使用，有利于降低試驗成本。
【附圖說明】
[0016]圖1是按照本實用新型柔性梁剛度測量裝置一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1所示實施例的剖面圖。
[0018]圖3是圖1所示實施例的加載接頭示意圖。
[0019]其中，I為加載接頭，2a為左端連接螺栓組件，2b為右端連接螺栓組件，3a為上端加載螺栓組件，3b為下端加載螺栓組件，4a為左端扭轉(zhuǎn)螺栓組件，4b為右端扭轉(zhuǎn)螺栓組件，5a為左端減重三角孔，5b為右端減重三角孔，l-2a為左端連接螺栓孔，l_2b為右端連接螺栓孔，l-3a為上端揮舞螺栓孔，l-3b為下端揮舞螺栓孔，l-4a為左端扭轉(zhuǎn)螺栓孔、l_4b為右端扭轉(zhuǎn)螺栓孔。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型所涉及的柔性梁剛度測量裝置做進一步詳細說明。
[0021]一種柔性梁剛度試驗加載裝置，如圖3所示，包括加載接頭1、加載接頭I中間為柔性梁加載端、左右兩端固定有減重機構(gòu)，柔性梁加載端上下兩端均設(shè)計有一個凸臺，每個凸臺開有一個揮舞螺栓孔，包括上端揮舞螺栓孔l_3a、下端揮舞螺栓孔l-3b，同時，柔性梁加載端垂直軸線兩側(cè)開有左端連接螺栓孔l_2a、右端連接螺栓孔l-2b。所述減重機構(gòu)設(shè)置為側(cè)三角形結(jié)構(gòu)，分別形成左端減重三角孔5a、右端減重三角孔5b，所述柔性梁加載端的左右兩側(cè)即為三角形的底邊，同時在三角形頂角位置處開有扭轉(zhuǎn)螺栓孔，分別為對稱安裝在加載接頭垂直軸線的兩側(cè)的左端扭轉(zhuǎn)螺栓孔l_4a、右端扭轉(zhuǎn)螺栓孔l-4b。
[0022]如圖1、2所示，所有螺栓孔均配有匹配該螺栓孔的螺栓組件，包括揮舞螺栓組件、連接螺栓組件和扭轉(zhuǎn)螺栓組件，螺栓組件由連接專用螺栓、螺母和墊圈組成，其中連接螺栓組件為空心圓柱結(jié)(減重)構(gòu)，分別安裝在加載接頭I的左端連接螺栓孔l_2a、右端連接螺栓孔l_2b內(nèi)，然后通過螺母和墊圈將試件與加載接頭I固定。加載接頭I中央?yún)^(qū)域與試件通過左端連接螺栓組件2a、右端連接螺栓組件2b裝配在一起，裝配方式嚴格模擬機上真實裝機情況；左端連接螺栓組件2a、右端連接螺栓組件2b對稱安裝在加載接頭I垂直軸線兩側(cè)的左端連接螺栓孔l_2a、右端連接螺栓孔l_2b處；上端加載螺栓組件3a、下端加載螺栓組件3b對稱安裝在加載接頭I水平軸線兩側(cè)的上端揮舞螺栓孔l_3a、下端揮舞螺栓孔l-3b處，用于揮舞方向剛度測試時與砝碼加載機構(gòu)的鋼絲繩連接；左端扭轉(zhuǎn)螺栓組件4a、右端扭轉(zhuǎn)螺栓組件4b對稱安裝在加載接頭I垂直軸線的兩側(cè)的左端扭轉(zhuǎn)螺栓孔l_4a、右端扭轉(zhuǎn)螺栓孔l_4b處；左端減重三角孔5a和右端減重三角孔5b對稱分布在垂直軸線的兩偵牝其主要用于結(jié)構(gòu)減重，上端加載螺栓組件3a和下端加載螺栓組件3b分別穿過上端揮舞螺栓孔l_3a、下端揮舞螺栓孔l-3b安裝在加載接頭I上。
[0023]在本實施例中，左端扭轉(zhuǎn)螺栓組件4a和右端扭轉(zhuǎn)螺栓組件4b結(jié)構(gòu)相同，由扭轉(zhuǎn)專用螺栓、螺母和墊圈組成，扭轉(zhuǎn)專用螺栓一端為單耳片結(jié)構(gòu)，在單耳片上開有一個螺栓孔，與砝碼加載結(jié)構(gòu)的鋼絲繩或松緊拉板的連接件連接，然后通過砝碼和松緊拉板施加一對大小相等、方向相反且沿扭力臂切向方向的載荷。
[0024]本剛度試驗加載裝置所有部件均采用鋼制結(jié)構(gòu)，且均為較輕的鋼質(zhì)材料，比如鋁材料、鋁合金以及鈦合金等，并合理使用減重孔、凸臺等結(jié)構(gòu)，因此其重量較輕，滿足試驗對加載裝置重量方面的要求；同時由于鋁材強度和剛度特性優(yōu)于松木材質(zhì)，有效規(guī)避了使用松木材質(zhì)可能出現(xiàn)的加載接頭I螺栓孔開裂問題；該試驗加載裝置構(gòu)型簡單、選材合理，設(shè)計時充分考慮了有效扭力臂，無需附加槽鋼等裝置，便可完成各項剛度測試項目，簡化了試驗安裝工作量并提高了試驗精度。
[0025]柔性梁剛度試驗加載裝置，最大程度地模擬了裝機機構(gòu)和載荷特點，保證了各項剛度測試項目的有效性；既能保證揮舞、擺振剛度測試要求，又不需要附加其他裝置便能很好地完成試件的扭轉(zhuǎn)剛度測試，減少了試驗安裝量，同時提高了試驗精度，并有效縮短了試驗周期，可以應(yīng)用到各種類型的槳葉、柔性梁剛度試驗。
[0026]需要說明的是，本實用新型柔性梁剛度實驗加載裝置包括上述實施例中的任何一項及其任意組合，但上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種柔性梁剛度測量裝置，其特征在于:包括加載接頭，所述加載接頭中間為柔性梁加載端、左右兩端固定有減重機構(gòu)，所述柔性梁加載端上下中間位置均設(shè)有凸臺，每個凸臺開有一個揮舞螺栓孔，所述柔性梁加載端上下凸臺兩邊對稱位置均開有連接螺栓孔，所述減重機構(gòu)兩端開有扭轉(zhuǎn)螺栓孔，其中，所述揮舞螺栓孔安裝有揮舞螺栓組件，所述連接螺栓孔處安裝連接螺栓組件，所述扭轉(zhuǎn)螺栓孔安裝有扭轉(zhuǎn)螺栓組件，所述柔性梁剛度測量裝置由剛性材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性梁剛度測量裝置，其特征在于:所述減重機構(gòu)設(shè)置為空心三角形結(jié)構(gòu)，所述柔性梁加載端的左右兩側(cè)即為三角形的底邊，所述扭轉(zhuǎn)螺栓孔開在三角形頂角位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性梁剛度測量裝置，其特征在于:所述連接螺栓為空心圓柱結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性梁剛度測量裝置，其特征在于:所述剛性材料為鋁合金。
【專利摘要】一種柔性梁剛度測量裝置，包括加載接頭，所述加載接頭中間為柔性梁加載端、左右兩端固定有減重機構(gòu)，所述柔性梁加載端上下中間位置均設(shè)有凸臺，每個凸臺開有一個安裝有揮舞螺栓組件的揮舞螺栓孔，所述柔性梁加載端上下凸臺兩邊對稱位置均開有安裝連接螺栓組件的連接螺栓孔，所述減重機構(gòu)兩端開有安裝扭轉(zhuǎn)螺栓組件的扭轉(zhuǎn)螺栓孔。本實用新型所有部件均采用輕鋼材料，并合理使用減重孔、凸臺等結(jié)構(gòu)，因此其重量較輕，強度和剛度特性優(yōu)于松木材質(zhì)，有效規(guī)避了使用松木材質(zhì)可能出現(xiàn)的加載接頭螺栓孔開裂問題，且考慮了有效扭力臂，無需附加槽鋼等裝置，便可完成各項剛度測試項目，簡化了試驗安裝工作量并提高了試驗精度。
【IPC分類】G01N3-00, G01N3-26
【公開號】CN204495642
【申請?zhí)枴緾N201520204398
【發(fā)明人】陳淑平, 曹發(fā)勝, 陳慶童, 占勝梅
【申請人】中國直升機設(shè)計研究所
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月7日