[发明专利]一种机身壁板复合载荷试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及强度试验技术研究领域，具体而言,涉及一种机身壁板复合载荷试验装置。

背景技术

针对机身壁板在拉伸/压缩、剪切和内压联合作用下的强度试验技术研究，欧美发达国家已经开展了多年，积累了许多机身壁板的静力、疲劳、断裂力学和损伤容限特性的技术和经验，研发了多套机身壁板的疲劳和损伤容限试验装置，其中，有代表性的是美国波音公司的E-fixtur和德国IMA的第5代机身壁板试验装置。美国波音公司公开了一种用于曲板组合件试验的装置E-fixture由于采用一个作动筒施加轴向载荷，导致试验件轴向应变分布不够均匀，并且该装置采用在试验件端部施加一个扭矩的方法来实现剪切载荷的施加导致剪切应变也不均匀。德国IMA的第5代机身壁板试验装置由气压产生的环向载荷无法施加主动载荷与之平衡，无法实现机身壁板的真实变形过程。其次，该装置端部的6个液压作动筒要协调加载，既要满足载荷要求又要满足位移连续协调，给试验控制带来一定难度。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种结构简单合理、可以开展机身壁板相关的静力、疲劳及损伤容限试验、提升设计水平，缩短设计周期的机身壁板复合载荷试验装置。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种机身壁板复合载荷试验装置，包括轴向载荷施加组件、剪切载荷施加组件、气压及环向载荷平衡组件、配重组件，其中，所述轴向载荷施加组件设置有加载平台、固定端、滑动端、液压作动筒组件；所述剪切载荷施加组件设置有直边剪切载荷施加组件、曲边载荷施加组件、二力杆组件；所述气压及环向载荷施加组件设置有聚四氟乙烯板、试验件及试验件两端气球布挡板围成一个空腔；所述配重组件设置有连接双耳固定连接在配重横梁上用于悬挂配重杠杆，配重杠杆一端悬挂有配重。

优选的是，所述轴向载荷施加组件的固定端包括加载平台上设置有加载竖梁及所述梁组件，加载竖梁固定连接所述梁组件并支撑所述梁组件，所述梁组件上用螺栓固定连接有垫板，梁组件与过渡段连接施加轴向载荷。

上述任一方案中优选的是，所述轴向载荷施加组件的液压作动筒组件设置有液压作动筒依次与第一测力传感器、松紧螺套、双耳连接，作动筒组件通过双耳及耳座连接所述梁组件，所述梁组件通过转动盒支撑组件连接转动盒组件及挡板，转动盒组件连接有转动盒垫块，转动盒垫块通过四个螺栓固定连接垂向单耳，垂向单耳通过轴固定一垂向双耳，垂向松紧螺套与垂向双耳连接调节加载高度，松紧螺套通过滑块组件扣卡在加载平台固定的滑轨上。

上述任一方案中优选的是，所述剪切载荷施加组件包括上梁与加载竖梁、下梁构成一加载框架；后双耳接头通过螺栓固定在上梁上；均载器与后双耳接头连接；松紧接头位双头螺栓，一端为左旋螺纹，另一端为右旋螺纹；双拉板一端与换向双耳采用销轴连接，另一端与试验件耳片连接；支撑杆一端与上梁连接，另一端与下梁连接；换向双耳与曲杠杆连接；曲杠杆与松紧接头之间安装有第二测力传感器。

上述任一方案中优选的是，所述剪切载荷施加组件还包括直梁、角梁、前梁、后梁相互连接构成一加载框架，单耳依次与双耳、松紧调节杆、第三测力传感器、双耳连接且单耳通过螺栓固定在角梁上；双耳和转梁采用轴向连接，并在转动连接处安装关节轴承；第三测力传感器与松紧调节杆连接；角梁与角梁下角盒、角梁下角盒与角梁下接头采用螺栓连接；直梁下角形接头与相连，并且在接头上设有二力杆连接孔。

上述任一方案中优选的是，所述气压及环向载荷平衡组件包括V型框、充气台气压管路与进出气口连接；均载器连接双耳分别与第四测力传感器、均载器连接；保护杆和碟簧连接；环向载荷施加双耳与转接接头、防扭装置依次连接，该装置可以沿着滑轨移动也可绕轴向转动；挡板位于试验件型腔的两端，气球布挡板上设置有通道口及应变计连接线出线口；连接板设置于进人通道的前后两端。

上述任一方案中优选的是，所述配重组件包括配重梁设置于配重立柱上端；配重杠杆末端连接有U型件；U型件连接配重绳并悬挂配重。

本发明所提供的机身壁板复合载荷试验装置的有益效果在于，本发明提供的机身壁板复合载荷试验装置可以开展机身壁板相关的静力、疲劳及损伤容限试验，提升设计水平，缩短设计周期，这对于我国大型客机研发不仅是必要的，而且也是十分迫切的，为我国航空事业的发展起到积极推进作用。

附图说明

图1是按照发明的机身壁板复合载荷试验装置的一优选实施例的结构示意图；

图2是按照发明的机身壁板复合载荷试验装置的图1所示实施例的轴向载荷施加组件的结构示意图；