本发明属于载荷试验设计领域，具体涉及一种履带式车辆履带载荷试验装置及方法
背景技术：
当履带式车辆在飞机地板结构上运动过程中，履带对地板的作用力过大时或地板强度不足以承受履带式车辆的压力时，会对地板构成破坏，履带式车辆履带载荷试验用于验证地板在履带一定压力下的承载能力。
现有的飞机静力试验设计中主要控制静力试验总载荷，对履带式车辆履带载荷这种特殊类型的载荷施加方法没有明确说明，通常情况下只模拟履带的总载荷，比如采用刚性轮胎假件，不能真实的模拟履带真实的接地压力分布，从而不能有效的分析地板承载能力，因此对载荷加载的准确性研究不是很充分。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种履带式车辆履带载荷试验装置及方法，用于解决上述问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种履带式车辆履带载荷试验装置，其包括：
加载夹具，所述加载夹具内具有多个气囊腔，端面上设置有安装座，载荷施加装置连接于所述安装座；
气囊，所述气囊置于所述气囊腔内，充气后包括置于所述气囊腔内的第一部分和凸出于所述气囊腔的第二部分，所述第二部分呈圆弧状用于模拟履带式车辆的负重轮。
进一步的，用于与载荷施加装置连接的所述安装座为多个，分布于加载夹具的两侧面，且与所述加载夹具一体设计或焊接在所述加载夹具上。
进一步的，所述气囊中远离所述第二部分具有气门嘴，所述气门嘴穿过所述加载夹具，用于对所述气囊充放气。
进一步的，所述气囊的材质为橡胶。
进一步的，还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述气囊腔内的气囊与加载夹具之间，且与加载夹具上的所述气门嘴位于同一侧端面。
本发明还提供了一种履带式车辆履带载荷试验方法，采用上述的试验装置，其包括：
第一：在飞机地板结构上铺上履带，向所述气囊内充气，并将所述试验装置与飞机结构地板垂直设置，使得所述气囊的第二部分接触履带；
第二：将所述加载夹具连接至载荷施加装置，载荷施加装置对加载夹具施加载荷，载荷方向垂直于飞机地板结构，并逐步增加载荷量，使所述气囊的压力p到达第一预定压力后，打开出气门嘴，释放所述气囊内气体，使所述气囊的压力p降到第二预定压力，关闭气门嘴，继续增加垂向载荷的载荷量，重复上述步骤完成多次试验。
进一步的，所述第一预定压力为最大接地压力pm的90％-98％。
进一步的，所述第一预定压力为最大接地压力pm的90％以下。
本发明的技术效果：由于本发明采用气囊和主动加载相结合的方法，实现了模拟在飞机地板结构上的履带式车辆的履带载荷分布，实现载荷施加与实际受载的精确模拟，避免了传统的单一加载只模拟总载荷而对载荷分布变化模拟的不足。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为负重轮的数量为6个的履带式车辆载荷图。
图2为简化模型的地面接地压力示意图。
图3为本发明一实施例的履带式车辆履带载荷试验装置图。
图4为包含单个气囊的加载夹具示意图。
附图标记：
1-加载夹具，2-安装座，3-气囊，31-气门嘴，4-压力传感器。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
本发明提供一种履带式车辆履带载荷试验装置及方法，以保证能够真实的模拟履带接地压力分布，进而有效的分析履带式车辆在飞机地板中的承载能力。
由履带车辆地面接地压力试验可得到典型的履带接地压力分布，如图1所示的为负重轮的数量为6个的履带式车辆，从图中可以看出:最大接地压力出现在负重轮下，压力分布呈现出不连续的近似三角形的分布形式。基于这一分布形式，建立简化的接地压力分布模型：
1)接地压力最大值出现在负重轮下；
2)中间4个负重轮下接地压力分布形式为相同的等腰三角形；
3)首尾2个负重轮下接地压力分布形式为上述等腰三角形的半个三角形。
经过对比可知，试验压力分布与各个负重轮下压力集中在2块履带板宽度上的简化模型吻合度较高。图2为简化模型的地面接地压力示意图。
由于履带式车辆在飞机地板结构为静止或低速均匀前进状态，整个履带车辆垂直方向上的地面接地压力与重力平衡，根据平衡关系可列方程:
式中:a为负重轮下接地压力的长度，即为履带板节距；b为履带宽；pm为负重轮下的最大接地压力；g为重力加速度，w为车辆的质量。图2中xi(i＝1,…,6)为实际测试的第i个负重轮中心距履带接地段起始点的距离。
由式(1)可得到
由此本发明第一方面提出了一个履带式车辆履带载荷试验装置，如图3所示，其主要包括加载夹具1及气囊3。
加载夹具1为长方体形状，下端面有敞口，另外五个端面封闭，在其内设置有多个气囊腔，端面设有安装座2，载荷施加装置连接至安装座2。在本发明中，为了保证载荷施加均匀，在加载夹具1上设有多个安装座2，安装座2对称设置在加载夹具1的两侧面，安装座2与加载夹具1一体式设计或焊接固定，以保证具有足够的强度。
本实施例中，为保证载荷的加载，加载夹具设置为长方体结构，在前后两个端面是均设置有安装座2，载荷施加装置连接至安装座2即可。参考图3，载荷施加装置与安装座2的连接形式可以为单/双耳结构，而安装座2与加载夹具1一体设计或焊接在所述加载夹具1的端面上。
气囊3为可弹性收缩，其置于气囊腔内，充气后主要包括两部分：第一部分仍留存在加载夹具1内，能够在充气时填充整个夹具1或者全部胶接在加载夹具1的内壁上，第二部分为凸出于加载夹具1的部分，第二部分自加载夹具1的下端面向远离加载夹具1的方向呈弧状凸伸，用于模拟履带式车辆的负重轮。
为了实现气囊3的充气与放气，气囊3上需要有气门嘴31，气门嘴31从加载夹具1上远离弧形第二部分的上端面上穿出。在本发明中，气囊3用于模拟轮胎接触履带结构，因此气囊3需为弹性且具有一起强度的材料制成，，因此气囊3可以取自真实的轮胎，也可以由制造所述轮胎的橡胶材料加工形成。
需要进进一步说明的是，为向气囊3通气，加载夹具1的背离敞口端面的上端面上设置有气孔用于使气门嘴31穿过，而气门嘴31既充气又放气，为了实现充放气同时进行方便调节气囊3压强，可在加载夹具1上设置为两个或以上的供气门嘴31穿过的气孔，以及气囊31上气门嘴31的数量与之匹配。
在进行载荷试验时，为了准确模拟履带载荷的目的，气囊3内的气体压强需要不断调节，为此可以通过在气囊3上设置压力传感器4来实现。如图4所示，压力传感器4设置在加载夹具1的气囊腔内，且位于气孔的同一侧，在加载夹具1上设置穿孔，以便引出导线，导线的另外一端可以电联控制端，通过控制端加载载荷谱来控制气囊3内的压力。
本发明的另一方面提出了一种履带式车辆履带载荷试验方法，基于上述的履带式车辆履带载荷试验装置，其主要包括以下步骤：
第一：在飞机地板结构上铺上履带，向气囊内充气，并将试验装置与飞机结构地板垂直设置，使得气囊的第二部分接触履带；
第二：将加载夹具连接至载荷施加装置中的作动筒，载荷施加装置对其施加载荷，载荷方向垂直于飞机地板结构，并逐步增加载荷量，使气囊的压力p到达第一预定压力，此时打开出气孔，释放气囊气体，使所述气囊的压力p降到第二预定压力，关闭出气孔，继续增加垂向载荷的载荷量，重复上述步骤，完成多次试验，直至加载到试验要求载荷。
在上述试验方法中，第一预定压力最大接地压力pm的90％-98％，其不能超过超过最大接力压力，防止气囊爆炸。
在上述试验方法中，第二预定压力为最大接地压力pm的90％以下，过大容易造成气囊损坏，过小则气囊显得松软不能提供预定的压力。
可以理解的是，气囊内置压力传感器，用于实时反馈气囊内压力，气孔处设置有阀门，阀门控制机构、压力传感器以及载荷加载机构连接至同一控制端，通过控制端加载载荷，完成地板强度试验。
本发明的技术效果：由于本发明采用气囊和主动加载相结合的方法，实现了模拟在飞机地板结构上的履带式车辆的履带载荷分布，实现载荷施加与实际受载的精确模拟，避免了传统的单一加载只模拟总载荷而对载荷分布变化模拟的不足。
以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。