一种机轮轮毂接触载荷测试方法与流程

本发明涉及飞机机轮设计领域，具体是一种轮毂接触压力测试方法。

背景技术：

飞机机轮轮毂作为飞机起降的主要承力件，其强度直接关系到飞机起降的安全，因此，机轮轮毂结构设计中需要进行强度分析计算。机轮轮毂强度计算需要准确的载荷加载，目前国内机轮轮毂强度分析的载荷加载主要是参考《飞机设计手册》给出的载荷处理方法，将轮胎视为一整体，根据力学平衡原理将外载荷分为径向载荷和侧向载荷加载于轮毂轮缘圆角处。该方法未考虑轮胎内部结构复杂性和超弹性材料特性，采用该方法计算得到的机轮轮毂应力水平与实际的应力水平有较大误差，不能准确的指导机轮轮毂设计。国外有采用轮毂接触压力作为机轮轮毂强度分析的载荷加载数据，但是没有公开轮毂接触压力具体测试方法及测试数据等资料。国内目前测试方法主要为应力应变测试方法，此方法主要在应力集中位置和关注区域贴应变片进行测量，贴片位置不能全覆盖应力集中和关注区域，且贴片位置需平整，圆角和倒角位置无法粘贴，因此导致部分应力集中部位无法进行测量。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的部分应力集中部位无法进行测量，存在测试误差的不足，本发明提出了一种机轮轮毂接触载荷测试方法。

本发明的具体过程是：

步骤1，设置参考位置点：

所述参考位置点作为在对机轮加载时，该机轮圆周不同角度的参考点。

在设置所述参考位置点时，以轮毂气门嘴的中心线为0°位置，从轮毂气门嘴位置始，沿机轮轮毂圆周顺时针方向每20°设置为一个参考位置点；设置范围为所述0°～180°；得到10个参考位置点。

步骤2，粘贴压力传感器：

所述压力传感器粘贴在所述0°位置。粘贴该压力传感器时，将该压力传感器粘贴在该轮毂的外圆周表面，并使该压力传感器的一端位于该轮毂的外端面上，另一端与轮胎钢丝中心线之间的轴向距离为46mm。

步骤3，加载：

所述压力传感器粘贴好后，在轮毂上安装轮胎，得到机轮。

将所述机轮安装在静力试验台上对机轮轮胎进行载荷加载，具体是：保持机轮静止。在所述0°位置加载载荷f，该载荷f的大小根据设计要求确定，该载荷f的方向垂直于机轮轮胎的圆周表面；通过所述压力传感器实时测试加载过程中，轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据。当达到设计要求的加载载荷后，停止加载。

逆时针转动机轮20°，在第二个参考位置点上进行加载并实时测试加载过程中轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据。所述加载与测试的过程同在所述0°位置加载时的加载与测试过程。

重复所述加载与测试的过程，依次逆时针转动机轮至40°、60°、……、180°，逐个完成其余8个参考位置点的加载与测试过程，并分别得到各参考位置点的轮胎与轮毂之间的接触载荷。

至此，完成了对机轮轮毂接触载荷测试。

本发明提供了一种机轮轮毂接触压力测试方法。采用本方法测试得到的载荷数据进行机轮轮毂强度分析得到的轮毂应力水平、断裂部位与试验得到的应力水平、断裂部位基本一致。

本发明将机轮轮毂结构视为完全的回转体结构，忽略该机轮轮毂局部细节特征，比如气门嘴、热熔塞孔。以轮毂气门嘴的中心线为0°位置，从轮毂气门嘴位置始，沿机轮轮毂圆周顺时针方向设置多个参考位置点。在所述0°位置粘贴压力传感器，通过对各参考位置点加载载荷f，并通过所述压力传感器实时测试加载过程中轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据，实现对机轮轮毂接触载荷测试。

通过本发明对轮毂接触部位压力进行测量，并将测量结果输入至有限元软件进行强度模型校核和重新计算，获得的轮毂应力水平、断裂部位与试验得到的应力水平、断裂部位完全一致，具体见表1。

表1轮毂强度有限元仿真与试验结果对比

附图说明

图1是传感器粘贴示意图。

图2是圆周方向传感器粘贴示意图。

图3是某飞机轮毂参考位置点的示意图。

图4是本发明的流程图。

图中：1.压力传感器；2.轮毂。

具体实施方式

某型飞机机轮轮毂接触压力测试如下：

步骤1，设置参考位置点：

所述参考位置点作为在对机轮加载时，该机轮圆周不同角度的参考点。

在设置所述参考位置点时，以轮毂气门嘴的中心线为0°位置，从轮毂气门嘴位置始，沿机轮轮毂圆周顺时针方向每20°设置为一个参考位置点；设置范围为所述0°～180°；得到10个参考位置点。如图3所示。

步骤2，粘贴压力传感器：

在所述0°位置粘贴平面长条状的压力传感器1；将该压力传感器粘贴在该轮毂的外圆周表面，并使该压力传感器的一端位于该轮毂2的外端面上，另一端与轮胎钢丝中心线之间的轴向距离为46mm。

步骤3，加载：

所述压力传感器粘贴好后，按常规方法安装轮胎，得到机轮。

将所述机轮安装在静力试验台上对机轮轮胎进行载荷加载，具体是：保持机轮静止。在所述0°位置加载载荷f，该载荷f的大小根据设计要求确定，该载荷f的方向垂直于机轮轮胎的圆周表面，如图3所示；通过所述压力传感器实时测试加载过程中，轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据。当达到设计要求的加载载荷后，停止加载。

逆时针转动机轮20°，在第二个参考位置点上进行加载并实时测试加载过程中轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据。所述加载与测试的过程同在所述0°位置加载时的加载与测试过程。

重复所述加载与测试的过程，依次逆时针转动机轮至40°、60°、……、180°，逐个完成其余8个参考位置点的加载与测试过程，并分别得到各参考位置点的轮胎与轮毂之间的接触载荷。

至此，完成了对机轮轮毂接触载荷测试。

将本实施例得到的载荷数据用于机轮轮毂强度分析，获得的轮毂应力水平、断裂部位与试验得到的应力水平、断裂部位完全一致。本发明所提出的轮毂接触压力测试方法能用于机轮轮毂构强度分析及指导轮毂的结构设计。

技术特征：

1.一种机轮轮毂接触载荷测试方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，设置参考位置点：

所述参考位置点作为在对机轮加载时，该机轮圆周不同角度的参考点；

在设置所述参考位置点时，以轮毂气门嘴的中心线为0°位置，从轮毂气门嘴位置始，沿机轮轮毂圆周顺时针方向每20°设置为一个参考位置点；设置范围为所述0°～180°；得到10个参考位置点；

步骤2，粘贴压力传感器；

步骤3，加载：

所述压力传感器粘贴好后，在轮毂上安装轮胎，得到机轮；

将所述机轮安装在静力试验台上对机轮轮胎进行载荷加载，具体是：保持机轮静止；在所述0°位置加载载荷f；通过所述压力传感器实时测试加载过程中轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据；当达到设计要求的加载载荷后，停止加载；

逆时针转动机轮20°，在第二个参考位置点上进行加载并实时测试加载过程中轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据；所述加载与测试的过程同在所述0°位置加载时的加载与测试过程；

重复所述加载与测试的过程，依次逆时针转动机轮至40°、60°、……、180°，逐个完成其余8个参考位置点的加载与测试过程，并分别得到各参考位置点的轮胎与轮毂之间的接触载荷；

至此，完成了对机轮轮毂接触载荷测试。

2.如权利要求1所述机轮轮毂接触载荷测试方法，其特征在于，所述压力传感器粘贴在所述0°位置；粘贴该压力传感器时，将该压力传感器粘贴在该轮毂的外圆周表面，并使该压力传感器的一端位于该轮毂的外端面上，另一端与轮胎钢丝中心线之间的轴向距离为46mm。

3.如权利要求1所述机轮轮毂接触载荷测试方法，其特征在于，所述载荷f的方向垂直于机轮轮胎的圆周表面。

技术总结
一种机轮轮毂接触载荷测试方法，将机轮轮毂结构视为完全的回转体结构，忽略该机轮轮毂局部细节特征，比如气门嘴、热熔塞孔。以轮毂气门嘴的中心线为0°位置，从轮毂气门嘴位置始，沿机轮轮毂圆周顺时针方向设置多个参考位置点。在所述0°位置粘贴压力传感器，通过对各参考位置点加载载荷F，并通过所述压力传感器实时测试加载过程中轮胎与轮毂之间的接触载荷并记录得到的测试数据，实现对机轮轮毂接触载荷测试。采用本发明测试得到的载荷数据进行机轮轮毂强度分析得到的轮毂应力水平、断裂部位与试验得到的应力水平、断裂部位基本一致。

技术研发人员：李柯润;宁睿;姚治文;王钧;刘欢;吴莹莹
受保护的技术使用者：西安航空制动科技有限公司
技术研发日：2020.06.18
技术公布日：2020.09.29