CN113504039A - 旋翼结构静强度试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种旋翼结构静强度试验方法，设置旋翼结构静强度试验装置，通过纵向液压手动泵带动纵向连接块，对旋翼毂施加垂直方向的额定载荷，通过横向液压手动泵带动横向连接块，对桨叶施加水平方向的额定载荷，将桨叶倒置安装，通过横向液压手动泵带动横向连接块，对桨叶施加水平方向的额定载荷，根据实验要求在桨叶上放置不同数量、不同位置的沙袋，记录上述各加载数值，检查试验前后的试验件状态，如果未出现功能性失效或者出现目视可检裂纹，则认为桨叶满足气动力或离心力要求，试验通过。本发明结构相对简单，使用方便可靠，方便拆卸和更换易受损部件或零件，能够采集旋翼的受力数值，并记录下循环次数、试验过程。
Description
技术领域
本发明涉及旋翼以及桨叶气动力实验领域，具体是一种旋翼结构静强度试验方法。
背景技术
在旋翼类飞行器飞行过程中，旋翼承受复杂的交变载荷作用，旋翼结构强度，刚度问题十分突出，直接影响旋翼的安全可靠性和经济性。旋翼结构强度试验是旋翼适航取证及旋翼定寿的重要依据。
目前，在飞行器初步设计过程中，旋翼***的强度设计和结构设计占据着重要的地位，旋翼***的所有零件都需要进行反复的试验与验证，需要从旋翼转动的角度来提高旋翼的强度、刚度。但传统的旋翼强度试验装置过于复杂、其制造成本和试验成本太高，且制造周期和试验周期很长。并且传统的旋翼强度实验设备无法进行旋翼的气动模拟，过于复杂的***导致旋翼强度试验中各模拟载荷部分存在较大的相互干扰，导致旋翼强度试验结果不准确，直接影响试验结果。
因此传统的旋翼强度试验装置具有以下缺陷：
1. 试验装置设计复杂，并且测试功能单一；
2. 其制造成本和试验成本大，周期长，经济效益差；
综上所述，传统的旋翼强度试验装置不适用于旋翼适航取证中旋翼强度试验及桨叶定寿分析。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种旋翼结构静强度试验方法，方便拆卸和更换易受损部件或零件，能够采集旋翼的受力数值，并记录下循环次数、试验过程。
本发明提供了一种旋翼结构静强度试验装置，包括框架单元、桨叶试验件、垂直载荷测试单元、离心力载荷测试单元、气动力载荷测试单元。
所述的离心力载荷测试单元包括横向液压手动泵、O型连接环、横向连接块以及桨根固定单元，所述的桨叶试验件位于框架单元中央，一端通过桨根固定单元与框架单元固定，另一端依次通过横向连接块、O型连接环和横向液压手动泵与框架单元连接。
所述的垂直载荷测试单元包括纵向液压手动泵，纵向连接块，D型连接环以及钢丝绳连杆机构，桨叶试验件的旋翼毂上方依次通过D型连接环、纵向连接块、纵向液压手动泵与框架单元相连，下方通过钢丝绳连杆机构与框架单元相连，所述的钢丝绳连杆机构包括底座，钢丝绳以及连接盒段，其中连接盒段与旋翼毂底部固定，底座与框架单元底部固定。
所述的气动力载荷测试单元为放置于桨叶试验件上方的沙袋。
进一步改进，所述的桨叶试验件与各结构连接时通过旋翼夹紧机械构固定，旋翼夹紧机械构包括旋翼夹片，旋翼上护板，旋翼下护板，旋翼上护板的上表面与地面平行，旋翼下护板的下表面与地面平行。用于避免桨叶试验件安装在实验设备时被破坏，同时能保证桨叶下翼面与地面相平行，使桨叶处于水平状态。
进一步改进，所述的框架单元包括试验框架，试验框架的连接处设置有斜支撑和加强肋。
进一步改进，所述的桨根固定单元通过M30螺栓组件与框架单元固定连接。
本发明还提供了一种旋翼结构静强度试验方法，包括以下步骤：
1）试验装置通过试验框架固定在地面，在桨根固定单元上安装旋翼组合构件，使桨叶处于水平状态。
2）通过纵向液压手动泵带动纵向连接块，对旋翼毂施加垂直方向的额定载荷。
3）通过横向液压手动泵带动横向连接块，对桨叶施加水平方向的额定载荷。
4）将桨叶倒置安装，通过横向液压手动泵带动横向连接块，对桨叶施加水平方向的额定载荷；
5）根据实验要求在桨叶上放置不同数量、不同位置的沙袋；
6）记录上述各加载数值，检查试验前后的试验件状态，如果未出现功能性失效或者出现目视可检裂纹，则认为桨叶满足气动力或离心力要求，试验通过。
本发明有益效果在于：
1、本发明作为旋翼强度装置，结构相对简单，使用方便可靠，方便拆卸和更换易受损部件或零件，能够采集旋翼的受力数值，并记录下循环次数、试验过程；
2、可以通过纵向液压手动泵，钢丝绳连杆机构实现旋翼离心力载荷模拟和输入，并有效的避免桨叶试验件端部在实验中产生大的形变，对实验安全和载荷模拟造成影响。
3、桨根固定单元使旋翼在试验中保持水平状态，方便在旋翼气动力试验中设计载荷施加位置，模拟旋翼正常工况时的气动力。
附图说明
图1是本发明旋翼离心力试验装置主体图；
图中，斜支撑1，O型连接环2，横向连接块3，试验框架4，加强肋5，旋翼毂6，钢丝绳连杆机构7，桨根固定单元8，M30螺栓组件9，桨叶试验件10，旋翼夹紧机构11，D型连接环12，纵向连接块13，纵向液压手动泵14，横向液压手动泵15。
图2是本发明钢丝绳连杆机构示意图；
图中，连接盒段16，底座17，钢丝绳18。
图3是本发明旋翼气动力试验装置主体图；
图中，斜支撑1，O型连接环2，横向连接块3，试验框架4，加强肋5，桨根固定单元8，M30螺栓组件9，旋翼夹紧机构11，D型连接环12，横向液压手动泵15，桨叶试验件19，沙袋20。
图4是本发明旋翼夹紧机构示意图；
图中，旋翼上护板21，旋翼下护板22，旋翼夹片23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明结构如图1所示，包括框架单元、桨叶试验件、垂直载荷测试单元、离心力载荷测试单元、气动力载荷测试单元。
所述的离心力载荷测试单元用于试验中模拟并记录旋翼旋转中桨叶所受离心力大小，包括横向液压手动泵15、O型连接环2、横向连接块3以及桨根固定单元8，所述的桨叶试验件位于框架单元中央，一端通过桨根固定单元8与框架单元固定，模拟旋翼左端处的真实受力情况，另一端依次通过横向连接块3、O型连接环2和横向液压手动泵15与框架单元连接；
所述的垂直载荷测试单元用于试验中模拟旋翼毂所受拉力，包括纵向液压手动泵14，纵向连接块13，D型连接环12以及钢丝绳连杆机构7，桨叶试验件的旋翼毂上方依次通过D型连接环12、纵向连接块13、纵向液压手动泵14与框架单元相连，下方通过钢丝绳连杆机构7与框架单元相连，所述的钢丝绳连杆机构7如图2所示，包括底座17，钢丝绳18以及连接盒段16，其中连接盒段16与旋翼毂底部固定，底座17与框架单元底部固定；
所述的气动力载荷测试单元为放置于桨叶试验件上方的沙袋，如图3所示，用于模拟旋翼实际工况时桨叶所受气动力大小。
所述的桨叶试验件与各结构连接时通过旋翼夹紧机械构固定，旋翼夹紧机械构如图4所示，包括旋翼夹片23，旋翼上护板21，旋翼下护板22，旋翼上护板21的上表面与地面平行，旋翼下护板22的下表面与地面平行。用于避免桨叶试验件10安装在实验设备时被破坏，同时能保证桨叶下翼面与地面相平行，使桨叶处于水平状态。
所述的框架单元包括试验框架4，试验框架4的连接处设置有斜支撑1和加强肋5。
所述的桨根固定单元8通过M30螺栓组件9与框架单元固定连接。
所述的桨叶试验件10为旋翼离心力实验装置的试验件。
所述的桨叶试验件19为旋翼气动力实验装置的试验件。
本发明还提供了一种旋翼结构静强度试验方法，包括以下步骤：
1）试验装置通过试验框架4固定在地面，在桨根固定单元8上安装旋翼组合构件，使桨叶处于水平状态。
2）通过纵向液压手动泵14带动纵向连接块13，对旋翼毂6施加垂直方向的额定载荷。
3）通过横向液压手动泵15带动横向连接块3，对桨叶10施加水平方向的额定载荷。
4）将桨叶19倒置安装，通过横向液压手动泵15带动横向连接块3，对桨叶19施加水平方向的额定载荷；
5）根据实验要求在桨叶19上放置不同数量、不同位置的沙袋20；
6）记录上述各加载数值，检查试验前后的试验件状态，如果未出现功能性失效或者出现目视可检裂纹，则认为桨叶满足气动力或离心力要求，试验通过。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种旋翼结构静强度试验方法，其特征在于包括以下步骤：
1）设置旋翼结构静强度试验装置，将试验装置通过试验框架固定在地面，在桨根固定单元上安装旋翼组合构件，使桨叶处于水平状态；
2）通过纵向液压手动泵带动纵向连接块，对旋翼毂施加垂直方向的额定载荷；
3）通过横向液压手动泵带动横向连接块，对桨叶施加水平方向的额定载荷；
4）将桨叶倒置安装，通过横向液压手动泵带动横向连接块，对桨叶施加水平方向的额定载荷；
5）根据实验要求在桨叶上放置不同数量、不同位置的沙袋；
6）记录上述各加载数值，检查试验前后的试验件状态，如果未出现功能性失效或者出现目视可检裂纹，则认为桨叶满足气动力或离心力要求，试验通过。
2.根据权利要求1所述的旋翼结构静强度试验方法，其特征在于：所述的旋翼结构静强度试验装置包括框架单元、桨叶试验件、垂直载荷测试单元、离心力载荷测试单元、气动力载荷测试单元；
所述的离心力载荷测试单元包括横向液压手动泵、O型连接环、横向连接块以及桨根固定单元，所述的桨叶试验件位于框架单元中央，一端通过桨根固定单元与框架单元固定，另一端依次通过横向连接块、O型连接环和横向液压手动泵与框架单元连接；
所述的垂直载荷测试单元包括纵向液压手动泵，纵向连接块，D型连接环以及钢丝绳连杆机构，桨叶试验件的旋翼毂上方依次通过D型连接环、纵向连接块、纵向液压手动泵与框架单元相连，下方通过钢丝绳连杆机构与框架单元相连，所述的钢丝绳连杆机构包括底座，钢丝绳以及连接盒段，其中连接盒段与旋翼毂底部固定，底座与框架单元底部固定；
所述的气动力载荷测试单元为放置于桨叶试验件上方的沙袋。
3.根据权利要求2所述的旋翼结构静强度试验方法，其特征在于：所述的桨叶试验件与各结构连接时通过旋翼夹紧机械构固定，旋翼夹紧机械构包括旋翼夹片，旋翼上护板，旋翼下护板，旋翼上护板的上表面与地面平行，旋翼下护板的下表面与地面平行。
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