飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统技术方案

本发明专利技术提供了飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统，属于飞机测试技术领域。包括支撑框架、设于所述支撑框架上的拉压载荷加载组件以及剪切载荷加载组件，所述拉压载荷加载组件和剪切载荷加载组件分别与飞机平面结构连接；本发明专利技术的复杂应力边界加载系统在施加拉压载荷和剪切载荷时，操作简捷，便于控制，可保证载荷的准确加载，满足拉伸、压缩和剪切及其耦合载荷的加载，提高了加载精度和测试效率，且加载过程平稳、同步、均匀，满足平板测试件结构面内复杂预应力的精确、稳定、高效、持续加载的要求，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统


[0001]本专利技术属于飞机测试
，具体是飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统。

技术介绍

[0002]对于飞机、高铁、汽车等平台，在实际工程应用中，其内部结构始终处于复杂载荷环境中。
[0003]以飞机为例，其蒙皮结构需要承受飞行过程中的气动力，同时可能面临冰雹、飞鸟、跑道碎石等外来离散源的撞击。因此，在评价飞机结构抗离散源冲击能力的实验中，有必要考虑真实飞行环境带来的复杂预应力载荷的影响，这样得到的结论才更能体现出结构的真实承载能力。
[0004]目前，国内在考虑复杂预应力的结构抗冲击/热研究开展较少，且主要集中于数值分析研究。
[0005]在飞机测试领域中的相关测试研究方面，所采用的预应力加载测试系统一般仅能满足拉伸、压缩或者剪切的作用，极少考虑拉伸、压缩和剪切之间的耦合作用影响。同时，部分预应力加载系统通过调节螺栓预紧力控制载荷的大小，对于多螺栓连接的测试件，该系统调节过程繁琐、测试效率低且加载精度差，无法满足飞机测试中复杂预应力的加载需求。

技术实现思路

[0006]针对上述存在的问题，本专利技术提供了飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统。
[0007]本专利技术的技术方案是：飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统，包括支撑框架、设于所述支撑框架上的拉压载荷加载组件以及剪切载荷加载组件，所述拉压载荷加载组件和剪切载荷加载组件分别与飞机平面结构连接，支撑框架为方框结构；所述拉压载荷加载组件包括拉压加载杠杆、与所述拉压加载杠杆一端螺纹连接的拉压加载丝杠、一端通过第一连接套与所述拉压加载丝杠外壁螺纹连接且另一端设有第一拉压测力臂的第一拉压加载臂、一端与所述拉压加载杠杆铰接且另一端设有第二拉压测力臂的第二拉压加载臂、设于所述第一拉压加载臂和第二拉压加载臂末端的两个夹持连接头，两个所述夹持连接头与所述飞机平面结构上下两端连接；所述剪切载荷加载组件包括剪切加载杠杆、与所述剪切加载杠杆一端螺纹连接的剪切加载丝杠、一端通过第二连接套与所述剪切加载丝杠外壁螺纹连接且另一端设有第一剪切测力臂的第一剪切加载臂、一端与所述剪切加载杠杆铰接且另一端设有第二剪切测力臂的第二剪切加载臂、设于所述第一剪切加载臂和第二剪切加载臂末端的L型连接头、分别通过第一销钉与所述飞机平面结构左右两侧连接的两个第三剪切加载臂，所述L型连接头的水平段通过第二销钉与飞机平面结构上下两端连接；拉压加载杠杆、拉压加载丝杠、第一拉压加载臂、第二拉压加载臂、剪切加载杠杆、
剪切加载丝杠、第一剪切加载臂以及第二剪切加载臂均通过第三销钉安装在支撑框架上。
[0008]进一步地，所述支撑框架底部通过支撑柱连接有支撑座，所述支撑座底部设有多个具有自锁功能的移动滑轮，通过设置移动滑轮，方便对复杂应力边界加载系统进行整体移动，同时，由于移动滑轮具有自锁功能，使复杂应力边界加载系统不易滑动，满足使用要求。
[0009]进一步地，所述第一拉压测力臂和第二拉压测力臂上分别设有拉压载荷加载测力计，所述第一剪切测力臂和第二剪切测力臂上分别设有剪切载荷加载测力计，拉压载荷加载测力计和剪切载荷加载测力计具备电子数显功能，能够直接读取所施加的载荷数值大小，从而对施加的载荷起到约束作用，避免施加载荷过大，使相关部件发生扭转，保证飞机平面结构的拉压载荷、剪切载荷位于飞机平面结构所在平面，提高抗离散源撞击测试的精准度。
[0010]进一步地，还包括载荷支撑组件，所述载荷支撑组件包括沿水平方向设于所述支撑框架内并与支撑框架侧壁连接的两个垂向载荷支杆、垂直设于两个所述垂向载荷支杆之间的两个侧向载荷支杆，且每个垂向载荷支杆上设有第一加载防扭孔，所述第一拉压测力臂外壁与位于上端的垂向载荷支杆通过对应的第一加载防扭孔卡接，所述第二拉压测力臂外壁与位于下端的垂向载荷支杆通过对应的第一加载防扭孔卡接，侧向载荷支杆上设有第二加载防扭孔，所述第一剪切测力臂外壁与位于右侧的侧向载荷支杆通过对应的第二加载防扭孔卡接，所述第二剪切测力臂外壁与位于左侧的侧向载荷支杆通过对应的第二加载防扭孔卡接，通过上述卡接的方式，可在预应力加载过程中，实现对第一拉压测力臂、第二拉压测力臂、第一剪切测力臂以及第二剪切测力臂的有效约束，防止发生扭转，保证对飞机平面结构施加的拉压载荷、剪切载荷位于飞机平面结构所在平面，不会因部件相关扭转而产生影响测试结果的有害变形。
[0011]更进一步地，每个所述垂向载荷支杆中心处前后两侧均设有载荷加载平衡片，且位于垂向载荷支杆前后两侧的所述载荷加载平衡片均与飞机平面结构连接。
[0012]进一步地，所述夹持连接头包括底端设有安装凹口的安装盘、水平设于所述安装凹口内且左右两侧与安装凹口内壁滑动连接的位置调节板、设于所述位置调节板底端且为飞机平面结构上下两端施加拉压载荷的抵接板、设于位置调节板与安装凹口之间的液压缸，安装盘与第一拉压加载臂和第二拉压加载臂底端连接，通过液压缸驱动位置调节板在安装凹口内上下移动，抵接板也同步移动，达到调节抵接板之间距离的目的，从而对飞机平面结构上下两端施加拉压载荷，由于位置调节板与安装凹口内壁滑动连接，可增加抵接板的安装稳定性。
[0013]更进一步地，所述安装盘与第一拉压加载臂和第二拉压加载臂底端连接处均设有加固套环，所述加固套环包括套设于第一拉压加载臂和第二拉压加载臂外壁的第一加固子套环、设于安装盘外壁的第二加固子套环、沿周向设于所述第一加固子套环和第二加固子套环之间的多个加固杆，且相邻两个加固杆之间设有连接杆，通过加固套环的设置，增加安装盘与第一拉压加载臂和第二拉压加载臂连接的牢靠性。
[0014]进一步地，所述拉压加载丝杠上设有用于旋拧操作的第一旋拧把手，所述剪切加载丝杠上设有用于旋拧操作的第二旋拧把手，方便旋拧拉压加载丝杠来粗调拉压载荷加载组件和剪切载荷加载组件距飞机平面结构侧壁的距离，从而达到施加拉压载荷和剪切载荷
的目的。
[0015]更进一步地，所述第一旋拧把手和第二旋拧把手上均设有防滑橡胶，避免打滑，方便操作。
[0016]上述飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统的加载方法，包括以下步骤：S1、测试前，通过移动滑轮将复杂应力边界加载系统移动至需要的位置，并将移动滑轮锁死；S2、通过旋拧第一旋拧把手使拉压加载丝杠转动，同时，第一拉压加载臂和第二拉压加载臂相向移动，使夹持连接头对称分布于飞机平面结构上下两端，然后，通过液压缸驱动两个位置调节板在安装凹口内相向移动，抵接板也同步移动，直至与飞机平面结构上下两端卡接，当继续旋拧第一旋拧把手时，第一拉压加载臂和第二拉压加载臂会通过两个抵接板向飞机平面结构上下两端施加拉压载荷，且施加拉压载荷的轴线通过飞机平面结构的中心，同时，通过拉压载荷加载测力计显示施加的拉压载荷的数值大小；S3、将两个第三剪切加载臂通过第一销钉与所述飞机平面结构左右两侧连接，通过旋拧第二旋拧把手使剪切加载丝杠转动，同时，第一剪切加载臂和第二剪切加载臂相向移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统，其特征在于，包括支撑框架（1）、设于所述支撑框架（1）上的拉压载荷加载组件（2）以及剪切载荷加载组件（3），所述拉压载荷加载组件（2）和剪切载荷加载组件（3）分别与飞机平面结构（4）连接，支撑框架（1）为方框结构；所述拉压载荷加载组件（2）包括拉压加载杠杆（20）、与所述拉压加载杠杆（20）一端螺纹连接的拉压加载丝杠（21）、一端通过第一连接套（220）与所述拉压加载丝杠（21）外壁螺纹连接且另一端设有第一拉压测力臂（221）的第一拉压加载臂（22）、一端与所述拉压加载杠杆（20）铰接且另一端设有第二拉压测力臂（230）的第二拉压加载臂（23）、设于所述第一拉压加载臂（22）和第二拉压加载臂（23）末端的两个夹持连接头（24），两个所述夹持连接头（24）与所述飞机平面结构（4）上下两端连接；所述剪切载荷加载组件（3）包括剪切加载杠杆（30）、与所述剪切加载杠杆（30）一端螺纹连接的剪切加载丝杠（31）、一端通过第二连接套（320）与所述剪切加载丝杠（31）外壁螺纹连接且另一端设有第一剪切测力臂（321）的第一剪切加载臂（32）、一端与所述剪切加载杠杆（30）铰接且另一端设有第二剪切测力臂（330）的第二剪切加载臂（33）、设于所述第一剪切加载臂（32）和第二剪切加载臂（33）末端的L型连接头（34）、分别通过第一销钉（350）与所述飞机平面结构（4）左右两侧连接的两个第三剪切加载臂（35），所述L型连接头（34）的水平段通过第二销钉（340）与飞机平面结构（4）上下两端连接；拉压加载杠杆（20）、拉压加载丝杠（21）、第一拉压加载臂（22）、第二拉压加载臂（23）、剪切加载杠杆（30）、剪切加载丝杠（31）、第一剪切加载臂（32）以及第二剪切加载臂（33）均通过第三销钉（36）安装在支撑框架（1）上。2.根据权利要求1所述的飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统，其特征在于，所述支撑框架（1）底部通过支撑柱（10）连接有支撑座（11），所述支撑座（11）底部设有多个具有自锁功能的移动滑轮（12）。3.根据权利要求1所述的飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统，其特征在于，所述第一拉压测力臂（221）和第二拉压测力臂（230）上分别设有拉压载荷加载测力计（25），所述第一剪切测力臂（321）和第二剪切测力臂（330）上分别设有剪切载荷加载测力计（37）。4.根据权利要求1所述的飞机平面结构抗离散源撞击测试用复杂应力边界加载系统，其特征在于，还包括载荷支撑组件（5），所述载荷支撑组件（5）包括沿水平方向设于所述支撑框架（1）内并与支撑框架（1）侧壁连接的两个垂向载荷支杆（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬文，张宇，王计真，白春玉，刘小川，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：