专利名称：一种用于飞机结构试验的加载系统及方法
技术领域：
本发明属于飞机试验技术，涉及一种用于飞机结构试验的加载系统及方法。
背景技术：
以往的飞机结构静力、疲劳试验加载时，通常结构最大变形达Im 1. 5m,因此加载作动筒行程最大为1. 5m ;若结构变形大于1. 5m时，则采用串联2个作动筒的方式进行加载。随着飞机结构设计理念的改进及材料性能的提高，结构柔性增大，且大型飞机中大展弦比、长直机翼使得结构最大变形往往超过了现有设备的加载行程，从而带来了试验中由于变形导致的预置作动筒进行偏转角度加载的问题。继续采用串联作动筒的试验加载方法不仅安装工作量大，还增加了试验控制的难度；而设计、使用大行程作动筒，不仅使加载承力系统高度增加,还使试验成本大大提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种在飞机结构试验中，采用现有小行程作动筒实现结构大变形部位的加载，且加载精度高的加载系统。另外，本发明还提供一种用于飞机结构试验的加载方法。本发明的技术方案是—种用于飞机结构试验的加载系统，其包括加载承力系统、加载横梁、导向定滑轮、动滑轮套件、加载连接件、第一力传感器、第二力传感器、加载作动筒，加载横梁搭架在加载承力系统上，导向定滑轮固定在加载横梁上，动滑轮套件安装在加载作动筒顶端，加载作动筒固定在承力地坪上，而加载连接件环绕动滑轮套件和导向定滑轮，一端与加载横梁相连，另一端连接第一力传感器，并与杠杆系统末端相连，第二力传感器设置在作动筒与动滑轮套件之间的加载连接件上。所述加载承力系统为由梁和柱搭接而成的承力架，固定在承力地坪上。所述加载连接件为不旋转钢丝绳所构成的钢索。加载作动筒通过作动筒固定座设置在承力地坪上。一种用于飞机结构试验的加载方法，其外部油源为加载作动筒提供油液，使得加载作动筒产生收放动作，引起加载连接件载荷的传递；动滑轮套件使得加载作动筒收放行程与加载连接件行程改变，实现结构产生较大变形而作动筒收放较小行程的加载；并通过导向定滑轮保证加载连接件载荷的方向与试验结构理论加载方向一致。动滑轮套件使得加载连接件一端的运动距离为收放作动筒运动距离的2倍。本发明的技术效果是本发明应用在某型飞机静力试验机翼翼尖加载。在以往的结构大变形部位加载时，串联作动筒在行程转换时会引起试验载荷误差突然变化，可能会使试验保护终止，本方法中不会出现作动筒行程的转换，从而保证了试验的顺利进行。不仅解决了采用现有小行程作动筒实现结构大变形部位的加载，还使得在偏转角度加载中由于加载方向的准确而使得加载精度有了很大提高。在偏转角度加载中，由于加载设备重量(力口载作动筒及连接件)会使得加载方向与理论计算有偏差，加载载荷越小，偏差越大。本方法中影响加载方向的重量仅有加载连接件，选用轻质的钢索使得加载设备重量对偏转角度的影响大大减小。
图1是本发明用于飞机结构试验的加载系统的结构示意图，其中，1、导向定滑轮2、加载横梁3、加载连接件4、第一力传感器5、第二力传感器6、地面固定设备7、加载作动筒8、动滑轮套件9、加载承力系统。
具体实施例方式下面结合附图多本发明做进一步的说明请参阅图1，其是本发明用于飞机结构试验的加载系统的结构示意图。所述用于飞机结构试验的加载系统包括加载承力系统、加载横梁、导向定滑轮、动滑轮套件、加载连接件、第一力传感器、第二力传感器、加载作动筒和地面固定设备，加载横梁搭架在加载承力系统上，导向定滑轮固定在加载横梁上，动滑轮套件安装在加载作动筒顶端，加载作动筒固定在承力地坪上，而加载连接件环绕动滑轮套件和导向定滑轮，一端与加载横梁相连，另一端连接第一力传感器，并与杠杆系统末端相连，第二力传感器设置在作动筒与动滑轮套件之间的加载连接件上。其中，各部件具体结构和功能如下加载承力系统通过梁、柱固定在试验承载地坪上，试验加载时承受加载的反作用力。加载横梁搭架在加载承力系统上，用于固定试验加载设备，可以拆卸和移动。导向定滑轮组装在加载横梁上，用于改变试验加载方向。动滑轮套件与加载作动筒、加载连接件连接，实现增加作动筒载荷、减小其收放行程。传感器包括控制传感器及监视传感器，控制传感器保证了试验加载载荷大小的准确性；监视传感器用于作动筒承载能力的监视，并根据其反馈与控制传感器的反馈对比计算，验证试验加载的准确性。加载连接件用于连接加载作动筒及试验结构加载杠杆系统的连接，使作动筒载荷传递到试验加载部位。加载作动筒通过油压系统提供载荷施加。作动筒底座将作动筒固定在承力地坪上。说明加载方法的原理以及过程如图所示，本方法的核心是通过滑轮组系统实现结构大变形部位的实施加载及保证偏转角度加载的准确性。通过一套滑轮组系统和一个可控液压作动筒的收放运动，实现增大作动筒加载载荷，减小加载设备收放行程；在结构大变形条件下保证试验加载准确性。理论上，这种通过滑轮组导向加载的加载技术，能实现任意载荷大小、任意偏转角度和加载行程的试验加载。
试验加载时，外部油源为加载作动筒提供油液,使得加载作动筒产生收放动作,从而引起加载连接件载荷的传递。动滑轮套件使得加载作动筒收放行程与加载连接件行程改变，实现了结构产生较大变形而作动筒收放较小行程的加载。定滑轮保证了加载连接件载荷的方向与试验结构理论加载方向一致，从而达到偏转角度精确加载的目的，而且不仅使得试验加载安装方便简单，还有效地利用了现有加载设备，节约了成本。
权利要求
1.一种用于飞机结构试验的加载系统，其特征在于，包括加载承力系统、加载横梁、导向定滑轮、动滑轮套件、加载连接件、第一力传感器、第二力传感器、加载作动筒，加载横梁搭架在加载承力系统上，导向定滑轮固定在加载横梁上，动滑轮套件安装在加载作动筒顶端，加载作动筒固定在承力地坪上，而加载连接件环绕动滑轮套件和导向定滑轮，一端与加载横梁相连，另一端连接第一力传感器，并与杠杆系统末端相连，第二力传感器设置在作动筒与动滑轮套件之间的加载连接件上。
2.根据权利要求1所述的用于飞机结构试验的加载系统，其特征在于，所述加载承力系统为由梁和柱搭接而成的承力架，固定在承力地坪上。
3.根据权利要求2所述的用于飞机结构试验的加载系统，其特征在于，所述加载连接件为不旋转钢丝绳所构成的钢索。
4.根据权利要求2所述的用于飞机结构试验的加载系统，其特征在于，加载作动筒通过作动筒固定座设置在承力地坪上。
5.一种用于飞机结构试验的加载方法，其特征在于，外部油源为加载作动筒提供油液， 使得加载作动筒产生收放动作，引起加载连接件载荷的传递；动滑轮套件使得加载作动筒收放行程与加载连接件行程改变，实现结构产生较大变形而作动筒收放较小行程的加载; 并通过导向定滑轮保证加载连接件载荷的方向与试验结构理论加载方向一致。
6.根据权利要求5所述的用于飞机结构试验的加载方法，其特征在于，动滑轮套件使得加载连接件一端的运动距离为收放作动筒运动距离的2倍。
全文摘要
本发明属于飞机试验技术，涉及一种用于飞机结构试验的加载系统及方法。所述用于飞机结构试验的加载系统包括加载承力系统、加载横梁、导向定滑轮、动滑轮套件、加载连接件、第一力传感器、第二力传感器、加载作动筒。加载横梁搭架在加载承力系统上，导向定滑轮固定在加载横梁上，动滑轮套件安装在加载作动筒顶端，加载作动筒固定在承力地坪上，而加载连接件环绕动滑轮套件和导向定滑轮。本发明完成飞机结构静力、疲劳试验中结构大变形部位加载；利用了小行程作动筒，以增大作动筒加载载荷的方法，减小加载设备收放行程；确保在结构大变形条件下，偏转角度加载的精确性。
文档编号B64F5/00GK102991726SQ20121052877
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者郑建军, 王征, 夏峰, 张文文, 赵立名, 张建锋, 田东政 申请人:中国飞机强度研究所