一种直升机桨叶根段静力试验装置的制作方法

1.发明属于航空地面试验技术领域，涉及一种直升机旋翼系统的地面静力试验用的试验装置，具体涉及一种直升机桨叶根段静力试验装置。


背景技术：

2.旋翼桨叶是直升机的核心部件，为了获得直升机桨叶根部段的静力破坏模式和静强度危险部位以及直升机桨叶根部段的静强度特性，需对桨叶进行静强度性能试验。直升机的旋翼在高速旋转过程中，会受到由自重产生的惯性离心力、挥舞力、摆振力、操纵力等，受力形式非常复杂。
3.现有试验方案及试验支撑系统是传统的地轨式加载系统，用一个作动筒在一个方向上对主桨叶根部施加一定的载荷力，来测试主桨叶根部的静力数据。
4.但是重型机主桨叶根部段项目试验载荷大、试验件结构尺寸大，传统的试验装置一方面承力不足无法到达试验要求，另一方面只能施加单个方向的力，均无法满足要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提供了一种直升机桨叶根段静力试验装置，采用三个方向内力系统台架，采用伺服作动器施加离心力、挥舞力、摆振力的载荷施加。本发明可用于大载荷桨叶根段静强度试验。
6.本发明的技术方案：
7.一种直升机桨叶根段静力试验装置，包括内力系统框架组件、离心力方向加载组件、挥舞力方向加载组件、摆振力作动器固定组件和试验件固定组件；内力系统框架组件是框架结构的平台，离心力方向加载组件、挥舞力方向加载组件、摆振力作动器固定组件和试验件固定组件均安装在内力系统框架组件上，其中，试验件安装在试验件固定组件上，试验件固定组件设在内力系统框架组件的内侧前段，离心力方向加载组件设在内力系统框架组件的内侧后段对试验件施加模拟的离心力，摆振力作动器固定组件设在内力系统框架组件的内侧左边或者右边对试验件施加模拟的摆振力，挥舞力方向加载组件设在内力系统框架组件的内侧顶端对试验件施加模拟的挥舞力。
8.进一步的，内力系统框架组件包括一个底座和五个框架，五个框架分别为1框组件、2框组件、3框组件、4框组件和5框组件；1框组件和2框组件水平离心力加载方向连接，3框组件设在1框组件垂直上方与挥舞力加载方向相同，4框组件和5框组件分别设在1框组件的左右两侧与摆振力加载方向相同；1框组件、2框组件、4框组件和5框组件均安装在底座上。
9.进一步的，试验件固定组件安装于1框组件内，离心力方向加载组件安装于2框组件内，挥舞力方向加载组件安装于3框组件内，摆振力作动器固定组件安装于4框组件或5框组件内。
10.进一步的，3框组件前后两端均设有三角加强筋连接1框组件和2框组件的顶部，4
框组件和5框组件前后两端均设有三角加强筋连接1框组件和2框组件的左右两侧。
11.进一步的，离心力方向加载组件包括离心力加载端、离心力作动器和离心力传感器；离心力加载端为板状结构并固定于内力系统框架组件内，离心力作动器的一端与离心力加载端固定连接，离心力作动器另一端外套有离心力传感器，离心力作动器连接试验件的桨榖夹持端。
12.进一步的，挥舞力方向加载组件包括挥舞力加载端、挥舞加载接头、挥舞力作动器和挥舞力传感器；挥舞力加载端为横梁结构安装在内力系统框架组件内，将挥舞加载接头连接在挥舞力加载端上，挥舞加载接头与挥舞力作动器固定连接，挥舞力传感器设在挥舞力作动器上，挥舞力作动器下方连接试验件的顶端。
13.进一步的，摆振力方向加载组件包括摆振力加载端、摆振力作动器和摆振力传感器，摆振力加载端为板状结构并固定于内力系统框架组件内，摆振力作动器的一端与摆振力加载端固定连接，摆振力作动器另一端外套有摆振力传感器，摆振力作动器连接试验件的左侧或右侧。
14.进一步的，试验件固定组件包括试验件固定端和试验件轴套，试验件固定端为板状结构，试验件固定端固定于内力系统框架组件内，将试验件轴套与试验件固定端固定连接，试验件轴套加持试验件的非桨榖夹持端。
15.本发明的有益效果：
16.1、本发明可以在大载荷作用下对结构尺寸大的试验件进行离心力、挥舞力、摆振力三个方向载荷施加。得出桨叶根部段的静力破坏模式和静强度危险部位以及直升机桨叶根部段的静强度特性。
17.2、本发明提出了框架结构的内力系统，解决了原来的地轨形式承力不足的问题，几个方向的加载力均由内力系统自身消化，试验结论更加精确可靠。
附图说明
18.图1为该发明实施例提供的总体安装形式的正视图；
19.图2为该发明实施例提供的总体安装形式的俯视图；
20.图3为该发明实施例提供的一种内力系统组件的正式图；
21.图4为该发明实施例提供的一种内力系统组件的俯视图；
22.图5为该发明实施例提供的离心力方向加载组件的总体图；
23.图6为该发明实施例提供的挥舞力方向加载组件的总体图；
24.图7为该发明实施例提供的摆振力方向加载组件的总体图；
25.图8为该发明实施例提供的试验件固定组件的总体图；
26.其中，1—内力系统框架组件，2—离心力方向加载组件，3—挥舞力方向加载组件，4—摆振力方向加载组件，5—试验件固定组件，6—试验件；
27.1a—1框组件，1b—2框组件，1c—3框组件，1d—4框组件，1c—5框组件，1f—底座；
28.2a—离心力加载端，2b—作动器轴套，2c—离心力加载盖板，2d—连接螺栓，2e—离心力作动器，2f—离心力传感器；
29.3a—挥舞力加载端，3b—挥舞加载接头，3c—挥舞力作动器，3d—挥舞力传感器；
30.4a—摆振力加载端，4b—摆振加载接头，4c—摆振加载板，4d—连接螺栓，4e—摆
振力作动器，4f—摆振力传感器；
31.5a—试验件固定端，5b—试验件轴套，5c—试验件盖板，5d—连接螺栓。
具体实施方式
32.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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.一种直升机桨叶根段静力试验装置，包括内力系统框架组件1、离心力方向加载组件2、挥舞力方向加载组件3、摆振力作动器固定组件4和试验件固定组件5；内力系统框架组件1是框架结构的平台，离心力方向加载组件2、挥舞力方向加载组件3、摆振力作动器固定组件4和试验件固定组件5均安装在内力系统框架组件1上，其中，试验件6安装在试验件固定组件5上，试验件固定组件5设在内力系统框架组件1的内侧前段，离心力方向加载组件2设在内力系统框架组件1的内侧后段对试验件6施加模拟的离心力，摆振力作动器固定组件4设在内力系统框架组件1的内侧左边或者右边对试验件6施加模拟的摆振力，挥舞力方向加载组件3设在内力系统框架组件1的内侧顶端对试验件6施加模拟的挥舞力。
34.内力系统框架组件1包括一个底座1f和五个框架，五个框架分别为1框组件1a、2框组件1b、3框组件1c、4框组件1d和5框组件1e；1框组件1a和2框组件1b水平离心力加载方向连接，3框组件1c设在1框组件1a垂直上方与挥舞力加载方向相同，4框组件1d和5框组件1e分别设在1框组件1a的左右两侧与摆振力加载方向相同；1框组件1a、2框组件1b、4框组件1d和5框组件1e均安装在底座1f上。
35.试验件固定组件5安装于1框组件1a内，离心力方向加载组件2安装于2框组件1b内，挥舞力方向加载组件3安装于3框组件1c内，摆振力作动器固定组件4安装于4框组件1d或5框组件1e内。
36.3框组件1c前后两端均设有三角加强筋连接1框组件1a和2框组件1b的顶部，4框组件1d和5框组件1e前后两端均设有三角加强筋连接1框组件1a和2框组件1b的左右两侧。
37.离心力方向加载组件2包括离心力加载端2a、离心力作动器2e和离心力传感器2f；离心力加载端2a为板状结构并固定于内力系统框架组件1内，离心力作动器2e的一端与离心力加载端2a固定连接，离心力作动器2e另一端外套有离心力传感器2f，离心力作动器2e连接试验件6的桨榖夹持端。
38.挥舞力方向加载组件3包括挥舞力加载端3a、挥舞加载接头3b、挥舞力作动器3c和挥舞力传感器3d；挥舞力加载端3a为横梁结构安装在内力系统框架组件1内，将挥舞加载接头3b连接在挥舞力加载端3a上，挥舞加载接头3b与挥舞力作动器3c固定连接，挥舞力传感器3d设在挥舞力作动器3c上，挥舞力作动器3c下方连接试验件6的顶端。
39.摆振力方向加载组件4包括摆振力加载端4a、摆振力作动器4e和摆振力传感器4f，摆振力加载端4a为板状结构并固定于内力系统框架组件1内，摆振力作动器4e的一端与摆振力加载端4a固定连接，摆振力作动器4e另一端外套有摆振力传感器4f，摆振力作动器4e连接试验件6的左侧或右侧。
40.试验件固定组件5包括试验件固定端5a和试验件轴套5b，试验件固定端5a为板状
结构，试验件固定端5a固定于内力系统框架组件1内，将试验件轴套5b与试验件固定端5a固定连接，试验件轴套5b加持试验件6的非桨榖夹持端。
41.如图1和图2所示一种直升机桨叶根段静力试验内力台架，由内力系统框架组件、离心力方向加载组件、挥舞力方向加载组件、摆振力作动器固定组件、试验件固定组件、试验件组成。
42.如图3和图4所示，内力系统框架组件包括：方钢、螺栓、螺母、底座。内力系统框架共有5个框架。框架由方钢焊接而成。两个框架用于离心力方向加载，两个框架之间通过螺栓连接。侧向框架2个，用于摆振力方向加载，向上框架用于挥舞力方向加载。底座用于连接框架与承力地轨。具体包括：1框组件1a，2框组件1b，3框组件1c，4框组件1d，5框组件1e，底座1f。1框组件1a和2框组件1b通过螺栓连接，用于离心力方向加载。3框组件1c通过螺栓连接与1框组件1a，用于挥舞力方向加载。4框组件1d和5框组件1e通过螺栓与1框组件1a，用于摆振力方向加载。1框组件1a，2框组件1b，3框组件1c下焊接底座1f，底座1f通过地脚螺栓与承力地轨连接。
43.如图5所示，离心力方向加载组件2包括：离心力加载端2a、作动器轴套2b、离心力加载盖板2c、连接螺栓2d、离心力作动器2e、离心力传感器2f。离心力加载端2a由槽钢焊接而成。将离心力加载端2a通过地脚螺栓固定于承力地柜上，将作动器轴套2b和离心力加载盖板2c通过连接螺栓2d与离心力加载2a端连接。将离心力传感器2f连接在离心力作动器2e上，固定于作动器轴套2b上，用于施加离心力方向载荷。
44.如图6所示，挥舞力方向加载组件3包括：挥舞力加载端3a、挥舞加载接头3b、挥舞力作动器3c、挥舞力传感器3d。挥舞力加载端3a由槽钢焊接而成。将挥舞加载接头3b连接在挥舞力加载端3a，将挥舞力传感器3d与挥舞力作动器3c连接，与挥舞加载接头3b连接，用于施加挥舞方向载荷。
45.如图7所示，摆振力方向加载组件4包括：摆振力加载端4a、摆振加载接头4b、摆振加载板4c、连接螺栓4d、摆振力作动器4e、摆振力传感器4f。摆振力加载端4a由槽钢焊接而成。将摆振力加载端4a通过地脚螺栓固定于承力地柜上，将摆振加载板4c通过连接螺栓4d固定于摆振加载端3a，将摆振加载接头4b通过螺栓固定于摆振加载板4c，将摆振力传感器4f连接在摆振力作动器4e上，与摆振加载接头4b连接，用于施加摆振方向载荷。
46.如图8所示，试验件固定组件5包括：试验件固定端5a、试验件轴套5b、试验件盖板5c、连接螺栓5d。试验件固定端5a由槽钢焊接而成，将试验件固定端5a通过地脚螺栓固定于承力地柜。将试验件轴套5b和试验件盖板5c通过连接螺栓5d与试验件固定端5a连接。
47.本静力试验内力台架的安装步骤为：
48.首先安装内力系统框架组件1，通过地脚螺栓固定在承力地轨上，然后离心力方向加载组件2，内力系统框架组件1和离心力方向加载组件之间通过螺栓连接。将试验件固定组件5通过螺栓连接在内力系统框架组件1的另一端，通过螺栓将挥舞力方向加载组件3安装在内力系统框架组件1的侧向，最后在内力系统框架组件1的垂向通过螺栓连接摆振力方向加载组件4。
49.以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，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。本发明的保护
范围应以所述权利要求的保护范围为准。