一种扣重装置及其扣重方法与流程

本申请属于飞机结构地面强度试验技术领域，具体涉及一种扣重装置及其方法。

背景技术：

在飞机结构地面强度试验中，为获得真实、有效的试验结果，需要设计飞机结构在0g状态下进行相关试验，为此需要进行扣重，将飞机结构本身的重量、加载作动筒及其他辅助加载设备的重量进行扣除。

当前在飞机结构地面强度试验中多是通过加载作动筒额外施加叠加至试验载荷的扣重载荷的方式进行扣重，该种扣重方法仅能够将加载作动筒加载方向的重量扣除，在作动筒加载方向为垂向时可取得较好的效果，在作动筒加载方向与垂向呈一定的倾斜角度时，难以将垂向的重量扣除，影响飞机结构地面强度相关试验的准确性。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种扣重装置及其方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种扣重装置，包括：

加载作动筒，其活塞杆用以连接至被扣重结构，其筒体被固定，以能够向被扣重结构施加试验载荷、加载方向扣重载荷；加载方向扣重载荷用以抵消被扣重结构重量在试验载荷施加方向的分量；

斜向扣重结构，用以连接至被扣重结构或者加载作动筒上，以能够施加斜向扣重载荷，以抵消加载作动筒重量、被扣重结构重量在试验载荷施加方向垂向的分量。

根据本申请的至少一个实施例，斜向扣重结构用以连接至扣重点上。

根据本申请的至少一个实施例，其中，

f1为斜向扣重载荷的大小；

g1为被扣重结构重量在试验载荷施加方向垂向的分量；

g1为加载作动筒重量在试验载荷施加方向垂向的分量；

l1为被扣重结构重心到加载作动筒筒体固定点的力臂；

l2为扣重点到加载作动筒筒体固定点的力臂；

l2为加载作动筒重心到其筒体固定点的力臂。

根据本申请的至少一个实施例，f2＝g2；其中，

f2为加载方向扣重载荷；

g2为被扣重结构重量在试验载荷施加方向的分量。

根据本申请的至少一个实施例，斜向扣重结构包括：

斜向扣重绳，沿试验载荷施加方向垂向设置，一端用以连接至被扣重结构或者加载作动筒上。

根据本申请的至少一个实施例，斜向扣重结构还包括：

滑轮组，与斜向扣重绳配合设置，以能够改变斜向扣重绳的走向。

根据本申请的至少一个实施例，斜向扣重结构还包括：

斜向扣重块，与扣重绳远离被扣重结构或者加载作动筒的一端连接，其重量大小与斜向扣重载荷相等。

另一方面提供一种扣重方法，基于任一上述的扣重装置实施，包括：

确定加载作动筒的重心及其重量g，将加载作动筒的重量g分解为沿试验载荷施加方向垂向的分量g1、沿试验载荷施加方向的分量g2；

确定被扣重结构的重心及其重量g，将被扣重结构的重量g分解为沿试验载荷施加方向垂向的分量g1、沿试验载荷施加方向的分量g2；

通过作动筒施加加载方向扣重载荷f2，以抵消被扣重结构的重量g沿试验载荷施加方向的分量g2；

通过斜向扣重结构施加斜向扣重载荷f1，以抵消加载作动筒的重量g沿试验载荷施加方向垂向的分量g1，以及抵消被扣重结构的重量g沿试验载荷施加方向垂向的分量g1。

根据本申请的至少一个实施例，斜向扣重结构用以连接至扣重点上；

其中，

l1为被扣重结构重心到加载作动筒筒体固定点的力臂；

l2为扣重点到加载作动筒筒体固定点的力臂；

l2为加载作动筒重心到其筒体固定点的力臂。

根据本申请的至少一个实施例，f2＝g2。

附图说明

图1是本申请实施例提供的扣重装置的结构示意图；

其中：

1-加载作动筒；2-被扣重结构；3-斜向扣重绳；4-滑轮组；5-斜向扣重块。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。

一方面提供一种扣重装置，包括：

加载作动筒1，其活塞杆用以连接至被扣重结构2，其筒体被固定，以能够向被扣重结构2施加试验载荷、加载方向扣重载荷；加载方向扣重载荷用以抵消被扣重结构2重量在试验载荷施加方向的分量；

斜向扣重结构，用以连接至被扣重结构2或者加载作动筒1上，以能够施加斜向扣重载荷，以抵消加载作动筒1重量、被扣重结构2重量在试验载荷施加方向垂向的分量。

对于上述实施例公开的扣重装置，领域内技术人员可以理解的是，其是以加载作动筒1与斜向扣重结构组合的形式实现对被扣重结构2及其加载作动筒1重量的扣重，其将被扣重结构2的重量及加载作动筒1的重量沿加载作动筒1向被扣重结构2施加试验载荷的方向、施加试验载荷的垂直方向进行分解、组合，以加载作动筒1施加的加载方向扣重载荷抵消被扣重结构2重量在试验载荷施加方向的分量，以及以斜向扣重结构2施加的斜向扣重载荷抵消加载作动筒1重量、被扣重结构2重量在试验载荷施加方向垂向的分量，由于加载作动筒1重量沿施加试验载荷方向的分量直接作用于加载作动筒1的固定点处，不需要再额外扣除，该种扣重装置可将被扣重结构2与加载作动筒1的重量完全扣除。

对于上述实施例公开的扣重装置，领域内技术人员可以理解的是，该种扣重装置可用于飞机结构地面强度试验中，使飞机结构处于0g状态，以进行相关试验，此时被扣重结构可包括飞机结构本身及其辅助加载设备。

在一些可选的实施例中，斜向扣重结构用以连接至扣重点上，该扣重点可根据实际的需要设计在被扣重结构2的部件或者是设置在加载作动筒1上以实现准确扣重，防止扣重跨越被扣重结构2的不同部件。

在一些可选的实施例中，其中，

f1为斜向扣重载荷的大小；

g1为被扣重结构2重量在试验载荷施加方向垂向的分量；

g1为加载作动筒1重量在试验载荷施加方向垂向的分量；

l1为被扣重结构2重心到加载作动筒1筒体固定点的力臂；

l2为扣重点到加载作动筒1筒体固定点的力臂；

l2为加载作动筒1重心到其筒体固定点的力臂。

对于上述实施例公开的扣重装置，领域内技术人员可以理解的是，该种扣重装置以加载作动筒1筒体的固定点为支撑点，利用杠杆原理通过斜向扣重结构施加垂直于试验载荷施加方向的斜向扣重载荷抵消加载作动筒1重量、被扣重结构2重量在试验载荷施加方向垂向的分量。

在一些可选的实施例中，f2＝g2；其中，

f2为加载方向扣重载荷；

g2为被扣重结构2重量在试验载荷施加方向的分量。

对于上述实施例公开的扣重装置，领域内技术人员可以理解的是，由于加载作动筒1重量沿施加试验载荷方向的分量直接作用于加载作动筒1的固定点处，不需要再额外扣除，加载作动筒1施加的加载方向扣重载荷仅需将被扣重结构2重量在试验载荷施加方向的分量抵消即可，即使加载方向扣重载荷f2等于被扣重结构2重量在试验载荷施加方向的分量g2即可。

在一些可选的实施例中，斜向扣重结构包括：

斜向扣重绳3，沿试验载荷施加方向垂向设置，一端用以连接至被扣重结构2或者加载作动筒1上。

在一些可选的实施例中，斜向扣重结构还包括：

滑轮组4，与斜向扣重绳3配合设置，以能够改变斜向扣重绳3的走向。

在一些可选的实施例中，斜向扣重结构还包括：

斜向扣重块5，与扣重绳3远离被扣重结构2或者加载作动筒1的一端连接，其重量大小与斜向扣重载荷相等。

另一方面提供一种扣重方法，基于任一上述的扣重装置实施，包括：

确定加载作动筒1的重心及其重量g，将加载作动筒1的重量g分解为沿试验载荷施加方向垂向的分量g1、沿试验载荷施加方向的分量g2；

确定被扣重结构2的重心及其重量g，将被扣重结构2的重量g分解为沿试验载荷施加方向垂向的分量g1、沿试验载荷施加方向的分量g2；

通过作动筒1施加加载方向扣重载荷f2，以抵消被扣重结构2的重量g沿试验载荷施加方向的分量g2；

通过斜向扣重结构施加斜向扣重载荷f1，以抵消加载作动筒1的重量g沿试验载荷施加方向垂向的分量g1，以及抵消被扣重结构2的重量g沿试验载荷施加方向垂向的分量g1。

在一些可选的实施例中，斜向扣重结构用以连接至扣重点上；

其中，

l1为被扣重结构2重心到加载作动筒1筒体固定点的力臂；

l2为扣重点到加载作动筒1筒体固定点的力臂；

l2为加载作动筒1重心到其筒体固定点的力臂。

在一些可选的实施例中，f2＝g2。

对于上述实施例公开的扣重方法，领域内技术人员可以理解的是，其可基于任一上述的扣重装置实施，该种扣重方法可适用于任意加载作动筒1向被扣重结构2施加位于0°≤α≤90°范围内试验载荷的情形，其中，在当α＝0°时，加载作动筒1向被扣重结构2施加水平试验载荷，此时被扣重机构2重量在试验载荷施加方向的分量为零，仅需通过斜向扣重结构施加斜向扣重载荷抵消加载作动筒1重量、被扣重结构2重量在试验载荷施加方向垂向的分量即可；在α＝90°时，加载作动筒1向被扣重结构2施加垂直试验载荷，此时试验载荷的方向处于竖直方向，仅需通过加载作动筒1施加竖直方向的加载方向扣重载荷抵消被扣重机构2在竖直方向的重力即可。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。