一种前起落架铰点力测试装置及载荷标定方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于飞机地面强度试验领域，提供一种前起落架铰点力测试装置及载荷标定方法，借助试验台模拟前起落架不同的使用工况，精确测试前起落架在各种工况下铰点力，实现一种精度高、寿命长、能承受较大冲击振动的铰点力测试方法，为前起落架结构、强度设计及提供数据指导。

A testing device for hinge point force of front landing gear and its load calibration method

【技术实现步骤摘要】
一种前起落架铰点力测试装置及载荷标定方法
本专利技术属于飞机地面强度试验领域，具体涉及一种前起落架铰点力测试装置及测试方法。
技术介绍
飞机从降落到再次起飞，需要经过着陆滑跑、刹车减速、操纵转弯、滑跑起飞等阶段，期间地面与轮胎接触产生地面反力，分别为沿地面向上的垂向力、沿飞机航向的摩擦力和侧向的操纵力。起落架与飞机机身通过铰点、撑杆等结构相连，其中，主铰点和后铰点承担几乎全部地面载荷。因此铰点力是起落架以及机身结构强度设计的重要参数之一。在进行起落架动力学试验时，将起落架安装在专用试验台架上通过液压作动器对其进行加载，通常采用在结构表面粘贴应变片或加装力传感器的方式进行载荷测试。应变片测试受制于铰点受力复杂而难以解耦，且随着使用时间与工作环境变化，灵敏度参数随之改变，很大程度影响了测试精度；在采用力传感器测试时，对于起落架这种多支路载荷传递结构，待测铰点构成了类似于三向测力平台的并联载荷测试系统。地面集中载荷不完全等同于各铰点分力之和，存在测试准确性问题，而且试验台架以及力传感器安装过程中由于机械误差的影响而产生得非线性项，使铰点力测试过程中，也同样会产生测试精度下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的：提供一种前起落架铰点力测试装置及载荷标定方法，借助试验台模拟前起落架不同的使用工况，精确测试前起落架在各种工况下铰点力，实现一种精度高、寿命长、能承受较大冲击振动的铰点力测试方法，为前起落架结构、强度设计及提供数据指导。本专利技术提供的技术方案：一方面，提供一种前起落架铰点力测试装置，前起落架铰点包括两个前铰点(10)、两个后铰点(13)、斜撑杆铰点(11)和锁撑杆铰点(12)，所述测试装置包括：承力立柱(1)、吊篮(6)、第二加载作动器(2)、三向力传感器(8)、第一加载作动器(18)、第一力传感器(17)、导向滑轮(16)和飞轮(19)；所述承力立柱(1)为框体结构，第二加载作动器(2)的一端与承力立柱(1)的上框体连接，另一端与吊篮(6)的上端连接；第二加载作动器(2)向吊篮(6)施加垂向方向作用力；前起落架(14)的两个前铰点(10)、两个后铰点(13)、斜撑杆铰点(11)和锁撑杆铰点(12)处分别设置有三向力传感器(8)；各三向力传感器(8)的上端面与吊篮(6)底面连接，下端面与对应铰点处前起落架的铰点支座(9)连接；前起落架(14)的机轮(15)下方设置有飞轮(19)；在进行摆振试验时，飞轮(19)用以模拟飞机航向滑跑速度；第一加载作动器(18)一端固定，另一端与第一力传感器(17)的一端连接；在进行航向方向测试时，第一力传感器(17)的另一端通过柔性绳与机轮(15)中心连接，第一加载作动器(18)通过柔性绳对机轮(15)施加航向方向作用力；在进行侧向方向测试时，第一力传感器(17)的另一端与柔性绳连接，柔性绳绕过导向滑轮(16)后与机轮(15)中心连接，第一加载作动器(18)通过柔性绳对机轮(15)施加侧向方向作用力；其中，航向方向为水平方向，垂向方向为竖直方向，侧向方向垂直于水平方向和竖直方向。进一步地，所述测试装置还包括导轨(3)，导轨(3)位于承力立柱(1)竖直方向相对的两侧框体的内侧，以便于吊篮(6)沿导轨(3)在竖直方向滑动。进一步地，所述测试装置还包括导向滚轮(5)，导向滚轮(5)安装于吊篮(6)的两侧，吊篮(6)通过导向滚轮(5)沿导轨(3)在竖直方向滑动；导向滚轮(5)和导轨(3)以将吊篮(6)的运动方向约束在竖直方向。进一步地，所述测试装置还包括试验夹具(7)，试验夹具(7)安装于吊篮(6)底部；三向力传感器(8)的上端面与试验夹具(7)连接。进一步地，所述测试装置还包括安装座，第一加载作动器(18)一端与安装座转动连接；且第一加载作动器(18)可沿安装座在竖直方向运动。进一步地，所述第二加载作动器(2)和第一加载作动器(18)均为作动筒。进一步地，两个前铰点(10)和两个后铰点(13)处安装的三向力传感器的中心点位于水平方向同一圆周上，圆周半径的安装误差ΔR小于1mm。另一方面，提供一种前起落架铰点力载荷标定方法，利用如上所述的测试装置，所述载荷标定方法包括：提供测试装置：在前起落架(14)两个前铰点(10)、两个后铰点(13)、斜撑杆铰点(11)和锁撑杆铰点(12)处分别设置三向力传感器(8)；各三向力传感器(8)的上端面与吊篮(6)底部的试验夹具(7)连接，下端面与对应铰点处起落架的铰点支座(9)连接；载荷标定：通过第二加载作动器(2)对前起落架施加n级垂向标定载荷Fzj，(j＝1，2，3····n)；读取各三向力传感器(8)在各级垂向标定载荷作用下在竖直方向的作用力，并计算各级垂向标定载荷所对应的三向力传感器(8)在竖直方向的合力pzj；建立n级垂向标定载荷与n级垂向标定载荷对应的三向力传感器输出的第一关系矩阵；再根据判据公式，对第一关系矩阵进行迭代计算，得出各三向力传感器在垂向方向的输出特性校正参数；通过第一加载作动器(18)对前起落架施加n级航向标定载荷Fxj、侧向标定载荷Fyj；读取各三向力传感器(8)在各级航向标定载荷、侧向标定载荷作用下在航向方向、侧向方向的作用力，并计算各级航向标定载荷、侧向标定载荷所对应的三向力传感器(8)在航向方向的合力pxj、侧向方向的合力pyj；分别建立n级航向标定载荷与n级航向标定载荷对应的三向力传感器输出的第二关系矩阵、n级侧向标定载荷与n级侧向标定载荷对应的三向力传感器输出的第三关系矩阵；再依据判据条件公式，对第二关系矩阵和第三关系矩阵，进行迭代计算，获取各三向力传感器在航向方向、侧向方向的输出特性校正参数；其中，判据条件公式为a表示垂向方向z、航向方向x或侧向方向y；铰点力计算：施加标定载荷后，读取各三向力传感器在标定载荷施加方向的分力，然后通过对应的标定载荷施加方向的输出特性校正参数进行修正，计算出铰点力。本专利技术的技术效果：本专利技术改进测试方法，通过三向力传感器进行铰点力直接测试，改善通过应变片进行间接测试的不足；消除了台架偏角与铰点安装机械误差产生相对偏差；将载荷标定的概念引入起落架铰点力测试中，提高测试精度；本专利技术的铰点力测试试验台能够同时实现起落架标定和使用工况模拟，具备实验室环境下起落架动力学地面试验能力；通过加载作动器与导向滑轮的形式进行起落架航向、侧向载荷标定，结构简单易于操作；标定过程中，使用遗传算法对铰点力进行迭代修正，最终确保铰点力测试准确。附图说明图1为本专利技术铰点力测试装置前视图；图2为本专利技术铰点力测试装置侧视图；图3为本专利技术的三向力传感器的安装位置示意图；图4为本专利技术的起落架铰点的受力示意图；图5为本专利技术的起落架铰点测试方法的逻辑示意图。具体实施方式实施例1本实施例，提供一种前起落架铰点力测试的试验装置，如图1和图2所示，图1为本专利技术铰点力测试装置前视图、图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种前起落架铰点力测试装置，前起落架铰点包括两个前铰点(10)、两个后铰点(13)、斜撑杆铰点(11)和锁撑杆铰点(12)，其特征在于，所述测试装置包括：承力立柱(1)、吊篮(6)、第二加载作动器(2)、三向力传感器(8)、第一加载作动器(18)、第一力传感器(17)、导向滑轮(16)和飞轮(19)；/n所述承力立柱(1)为框体结构，第二加载作动器(2)的一端与承力立柱(1)的上框体连接，另一端与吊篮(6)的上端连接；第二加载作动器(2)向吊篮(6)施加垂向方向作用力；/n前起落架(14)的两个前铰点(10)、两个后铰点(13)、斜撑杆铰点(11)和锁撑杆铰点(12)处分别设置有三向力传感器(8)；各三向力传感器(8)的上端面与吊篮(6)底面连接，下端面与对应铰点处前起落架的铰点支座(9)连接；/n前起落架(14)的机轮(15)下方设置有飞轮(19)；在进行摆振试验时，飞轮(19)用以模拟飞机航向滑跑速度；/n第一加载作动器(18)一端固定，另一端与第一力传感器(17)的一端连接；在进行航向方向测试时，第一力传感器(17)的另一端通过柔性绳与机轮(15)中心连接，第一加载作动器(18)通过柔性绳对机轮(15)施加航向方向作用力；在进行侧向方向测试时，第一力传感器(17)的另一端与柔性绳连接，柔性绳绕过导向滑轮(16)后与机轮(15)中心连接，第一加载作动器(18)通过柔性绳对机轮(15)施加侧向方向作用力；/n其中，航向方向为水平方向，垂向方向为竖直方向，侧向方向垂直于水平方向和竖直方向。/n...

【技术特征摘要】
1.一种前起落架铰点力测试装置，前起落架铰点包括两个前铰点(10)、两个后铰点(13)、斜撑杆铰点(11)和锁撑杆铰点(12)，其特征在于，所述测试装置包括：承力立柱(1)、吊篮(6)、第二加载作动器(2)、三向力传感器(8)、第一加载作动器(18)、第一力传感器(17)、导向滑轮(16)和飞轮(19)；
所述承力立柱(1)为框体结构，第二加载作动器(2)的一端与承力立柱(1)的上框体连接，另一端与吊篮(6)的上端连接；第二加载作动器(2)向吊篮(6)施加垂向方向作用力；
前起落架(14)的两个前铰点(10)、两个后铰点(13)、斜撑杆铰点(11)和锁撑杆铰点(12)处分别设置有三向力传感器(8)；各三向力传感器(8)的上端面与吊篮(6)底面连接，下端面与对应铰点处前起落架的铰点支座(9)连接；
前起落架(14)的机轮(15)下方设置有飞轮(19)；在进行摆振试验时，飞轮(19)用以模拟飞机航向滑跑速度；
第一加载作动器(18)一端固定，另一端与第一力传感器(17)的一端连接；在进行航向方向测试时，第一力传感器(17)的另一端通过柔性绳与机轮(15)中心连接，第一加载作动器(18)通过柔性绳对机轮(15)施加航向方向作用力；在进行侧向方向测试时，第一力传感器(17)的另一端与柔性绳连接，柔性绳绕过导向滑轮(16)后与机轮(15)中心连接，第一加载作动器(18)通过柔性绳对机轮(15)施加侧向方向作用力；
其中，航向方向为水平方向，垂向方向为竖直方向，侧向方向垂直于水平方向和竖直方向。


2.根据权利要求1所述的前起落架铰点力测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括导轨(3)，导轨(3)位于承力立柱(1)竖直方向相对的两侧框体的内侧，以便于吊篮(6)沿导轨(3)在竖直方向滑动。


3.根据权利要求2所述的前起落架铰点力测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括导向滚轮(5)，导向滚轮(5)安装于吊篮(6)的两侧，吊篮(6)通过导向滚轮(5)沿导轨(3)在竖直方向滑动；导向滚轮(5)和导轨(3)以将吊篮(6)的运动方向约束在竖直方向。


4.根据权利要求2所述的前起落架铰点力测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括试验夹具(7)，试验夹具(7)安装于吊篮(6)底部；三向力传感器(8)的上端面与试验夹具(7)连接。


5.根据权利要求2所述的前起落架铰点力...

【专利技术属性】
技术研发人员：李霄，杨正权，陈熠，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61