本发明专利技术公开了一种模拟异形舱段气动载荷的加载装置及方法。加载装置包括承载基座、工件夹持结构及模拟气动载荷加载机构，模拟气动载荷加载机构包括上压板、拉杆以及连杆传动机构；连杆传动机构包括气动荷载模拟压板、连杆支座以及三角形连杆；在施力部提供的旋转动力作动下，拉杆带着上压板、工件夹持结构、待测工件、连杆传动机构一起向下运动；此时，在承载基座对三角形连杆的角部位置C的反作用力的推动下，带动气动荷载模拟压板朝向待测工件平动，以通过压点在待测工件的表面施加模拟的气动荷载。本发明专利技术提供的使用分布集中载荷模拟异形舱段气动载荷的加载装置，相比于传统加载方式具有结构简单、等效效果好、成本低等优点。成本低等优点。成本低等优点。
【技术实现步骤摘要】
模拟异形舱段气动载荷的加载装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种气动载荷的结构试验领域，尤其涉及一种模拟异形舱段气动载荷的加载装置及其方法。
技术介绍
[0002]随着我国航空航天事业的快速发展，航空航天领域对飞行器承力结构的力学性能验证提出了更高的要求。异形舱段的气动载荷模拟受制于其复杂的结构外形、非均布的载荷系统、测试成本高昂等原因常常难以开展。如何设计一种能够解决上述问题的测试系统或装置显得尤为重要。
技术实现思路
[0003]基于此，由必要针对目前舱段测试系统的弊端，提供一种高可行性的气动载荷等效装置。
[0004]技术方案：一种模拟异形舱段气动载荷的加载装置，包括承载基座、工件夹持结构以及模拟气动载荷加载机构，所述的模拟气动载荷加载机构包括上压板、拉杆以及连杆传动机构；其中：所述的上压板，通过所述拉杆支撑在所述承载基座的上方；所述的拉杆，包括有若干根；各拉杆沿着承载基座的外周分布；每一根拉杆的上端均设置有施力部，下端则与承载基座上的对应位置螺纹配合连接；所述的工件夹持结构，安装在上压板上；待测工件通过工件夹持结构的夹持而悬吊在上压板与承载基座之间；所述的连杆传动机构，包括气动荷载模拟压板、连杆支座以及三角形连杆；所述气动荷载模拟压板，与待测工件表面正对，并在与待测工件正对的板面设置有若干压点布置位点；所述的各压点布置位点中，至少有部分压点布置位点安装有压点，所述压点能够与待测工件的表面抵紧；所述的连杆支座，固定安装在压板背离待测工件的板面；所述的三角形连杆，具有三个角部位置，对应为角部位置A、角部位置B以及角部位置C；角部位置A与连杆支座定位连接，角部位置B与承载基座定位连接，角部位置C活动设置，并能够与承载基座滑动接触连接，且角部位置B在承载基座高度方向上的投影，位于角部位置C在承载基座高度方向上的投影的上方；在施力部提供的旋转动力作动下，拉杆带着上压板、工件夹持结构、待测工件、连杆传动机构一起向下运动；此时，在承载基座对三角形连杆的角部位置C的反作用力的推动下，带动气动荷载模拟压板朝向待测工件平动，以通过压点在待测工件的表面施加模拟的气动荷载。
[0005]优选地，所述气动荷载模拟压板为梯形压板。
[0006]优选地，所述的连杆支座包括两根C型连杆；两根C型连杆的端部均固定于气动荷载模拟压板上，并相互平行设置；同时，所述的两根C型连杆的中部位置处具有对穿的通孔；两根C型连杆中部位置处的对穿通孔中，配装有定位轴c；三角形连杆的角部位置A通过定位轴c定位。
[0007]优选地，每一根拉杆的上、下两端均分别设置有螺纹结构，且每一根拉杆的上端穿过上压板后，通过施力螺母锁紧；所述的施力螺母构成所述的施力部。
[0008]优选地，所述施力螺母与上压板之间的拉杆上，安装有环形测力传感器。
[0009]优选地，所述待测工件的横截面形状整体呈菱形设置；所述下压板的中部位置处，开设有形状与待测工件的横截面形状相似的菱形孔；所述的工件夹持结构安装在下压板的下表面并沿着菱形孔的边界位置布置，且所述工件夹持结构在与待测工件的每一条菱形侧边处侧壁对应的位置处，均配设有一个工件夹持组件a，在与待测工件的每一个菱形顶点处侧壁对应的位置处，均配设有一个工件夹持组件b；所述的工件夹持组件a，包括均呈矩形设置的内侧固定块a以及外侧固定块a；待测工件的每一条菱形侧边处侧壁均夹持在对应工件夹持组件a的内侧固定块a、外侧固定块a之间；所述的工件夹持组件b，包括均呈U形设置的内侧固定块b以及外侧固定块b；待测工件的每一个菱形顶点处侧壁均夹持在对应工件夹持组件b的内侧固定块b、外侧固定块b之间。
[0010]优选地，所述内侧固定块a、外侧固定块a、内侧固定块b、外侧固定块b均能够沿着配设位置处的待测工件的侧壁的垂线移动。
[0011]优选地，待测工件的每一条菱形侧边处侧壁，均配置有一套所述的连杆传动机构。
[0012]优选地，所述的承载基座包括下底板、定位轴b以及承载板；定位轴b的下端与下底板的中部位置处枢接，而定位轴b的上端则与所述的承载板的中部位置处固定；且所述的上压板与承载板之间，通过两根以上的支柱连接；所述的三角形连杆，角部位置B通过承载板上所定位设置的定位轴a定位，角部位置C则与所述下底板的上表面滑动接触连接。
[0013]本专利技术的另一个技术目的是一种在模拟气动荷载作用下的异形舱段形变测试方法，通过上述的模拟异形舱段气动载荷的加载装置在待测异形舱段的表面施加模拟气动荷载，包括如下步骤：步骤一、组装并调试加载装置1.1、在下压板的背面，于下压板中部位置所开设的菱形孔的外围，安装内侧固定块a、外侧固定块a、内侧固定块b、外侧固定块b，以完成工件夹持结构在下压板上的安装；与此同时，还将气动荷载模拟压板、连杆支座以及三角形连杆组装成连杆传动机构；1.2、在下底板的下方，通过装配连接块，以将下底板安装至三坐标仪；1.3、在下底板的中部位置处安装承载板；1.4、通过承载板装配连杆传动机构；1.5、在下底板的四周安装上拉杆；1.6、通过工件夹持结构，装夹待测工件；1.7、通过拉杆装配下压板；
1.8、在下压板上方的各拉杆上依次安装环形测力传感器、施力螺母；1.9、调试各部件，以致各部件安装到位；步骤二、初始空间坐标测定通过三坐标仪测定待测工件上各测试点的初始空间坐标；步骤三、加载并测试3.1、在四个施力螺母上同时施加扭矩，以使拉杆被拉长产生轴向力；3.2、调整施力螺母的转动圈数，以使四根拉杆中的轴向力一致且达到预设值；通过步骤3.1、步骤3.2施予的拉杆轴向力的变化，促使拉杆拉着下压板带动待测工件、连杆传动机构一起向下运动，此时，在下底板对三角形连杆的角部位置C的反作用力的推动下，带动气动荷载模拟压板朝向待测工件平动，以通过压点在待测工件的表面施加模拟的气动荷载；3.3、通过三坐标仪测定待测工件上各测试点的形变空间坐标；3.4、根据步骤二获得的初始空间坐标以及步骤3.3获得的形变空间坐标，即可拟合得到待测工件整个壁面的形变情况。
[0014]根据上述的技术方案，相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：不需要布置复杂的测试组件，成本可控；在规定的条件下能够重复测量并得到均一的实验数据，且不会破坏工件；相较于传统测量方法（应变片测量、光学测量、CT测量）具有适应范围广、精度可控，能够得到空间三维变形场。
[0015]本专利技术以异形舱段的边界形状为基础，构建了一个以连杆传动机构（包括气动荷载模拟压板、连杆支座以及三角形连杆）为主体的加载装置，且所述的加载装置，其中的气动荷载模拟压板，采用集中载荷位置点来等效作用于异形舱段上的均布气动载荷，并通过拉杆、下压板、连杆传动机构的联动，模拟异形舱段上的均布气动载荷的施予，从而为异形舱段在模拟气动荷载作用下的变形情况研究奠定了基础。相比于传统加载方式具有结构简单、等效效果好、成本低等优点。
附图说明
[0016]图1是整体加载装置的正视图；图2是整体加载装置的剖视图，反映的是舱段的底面固定方式；图3是主要零件的装配关系示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟异形舱段气动载荷的加载装置，其特征在于，包括承载基座、工件夹持结构以及模拟气动载荷加载机构，所述的模拟气动载荷加载机构包括上压板、拉杆以及连杆传动机构；其中：所述的上压板，通过所述拉杆支撑在所述承载基座的上方；所述的拉杆，包括有若干根；各拉杆沿着承载基座的外周分布；每一根拉杆的上端均设置有施力部，下端则与承载基座上的对应位置螺纹配合连接；所述的工件夹持结构，安装在上压板上；待测工件通过工件夹持结构的夹持而悬吊在上压板与承载基座之间；所述的连杆传动机构，包括气动荷载模拟压板、连杆支座以及三角形连杆；所述气动荷载模拟压板，与待测工件表面正对，并在与待测工件正对的板面设置有若干压点布置位点；所述的各压点布置位点中，至少有部分压点布置位点安装有压点，所述压点能够与待测工件的表面抵紧；所述的连杆支座，固定安装在压板背离待测工件的板面；所述的三角形连杆，具有三个角部位置，对应为角部位置A、角部位置B以及角部位置C；角部位置A与连杆支座定位连接，角部位置B与承载基座定位连接，角部位置C活动设置，并能够与承载基座滑动接触连接，且角部位置B在承载基座高度方向上的投影，位于角部位置C在承载基座高度方向上的投影的上方；在施力部提供的旋转动力作动下，拉杆带着上压板、工件夹持结构、待测工件、连杆传动机构一起向下运动；此时，在承载基座对三角形连杆的角部位置C的反作用力的推动下，带动气动荷载模拟压板朝向待测工件平动，以通过压点在待测工件的表面施加模拟的气动荷载。2.根据权利要求1所述的模拟异形舱段气动载荷的加载装置，其特征在于，所述气动荷载模拟压板为梯形压板。3.根据权利要求1所述的模拟异形舱段气动载荷的加载装置，其特征在于，所述的连杆支座包括两根C型连杆；两根C型连杆的端部均固定于气动荷载模拟压板上，并相互平行设置；同时，所述的两根C型连杆的中部位置处具有对穿的通孔；两根C型连杆中部位置处的对穿通孔中，配装有定位轴c；三角形连杆的角部位置A通过定位轴c定位。4.根据权利要求1所述的模拟异形舱段气动载荷的加载装置，其特征在于，每一根拉杆的上、下两端均设置有螺纹结构，且每一根拉杆的上端穿过上压板后，通过施力螺母锁紧；所述的施力螺母构成所述的施力部。5.根据权利要求4所述的模拟异形舱段气动载荷的加载装置，其特征在于，所述施力螺母与上压板之间的拉杆上，安装有环形测力传感器。6.根据权利要求1所述的模拟异形舱段气动载荷的加载装置，其特征在于，所述待测工件的横截面形状整体呈菱形设置；所述下压板的中部位置处，开设有形状与待测工件的横截面形状相似的菱形孔；所述的工件夹持结构安装在下压板的下表面并沿着菱形孔的边界位置布置，且所述工件夹持结构在与待测工件的每一条菱形侧边处侧壁对应的位置处，均配设有一个工件夹持组件a，在与待测工件的每一个菱形顶点处侧壁对应的位置处，均配设有一个工件夹持组件b；所述的工件夹持组件a，包括均...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭策，马耀鹏，戴宁，叶世伟，胡伟叶，柏久阳，王国强，
申请(专利权)人：南京晨光集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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