CN205837232U - 一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，包括上方提供载荷的作动筒和下方固定有至少一个真空吸盘的连接件，所述作动筒与连接件之间设有载荷传感器。本实用新型通过使用真空吸盘实现静力试验加载，能克服帆布带和卡板的缺点，特别适用于玻璃、复材、曲率较大的双曲面和复杂曲面；对于喷涂隐身涂料的表面、玻璃、复材等试验件，能实现表面无损化加载；对于型面复杂的试验件，能轻松实现完整贴合，使试验件均匀受载；只需考虑单点受载大小，可使用在不同曲率、不同形状的试验件表面，无需定制；省却粘贴、烘烤时间，加工安装时间，缩短试验周期；具备通用性和重复使用性，大大节约了试验成本。

Description

一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置

技术领域

本实用新型涉及飞机结构静强度测试技术领域，具体是指一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置。

背景技术

在飞机结构静强度试验中，为了将计算机协调加载***通过电液伺服阀和作动筒产生的载荷施加到试验件上，必须在液压作动筒和试件表面之间安装传力装置。通过该传力装置将载荷施加到试验件表面，以达到完成强度试验的目的。为保证受试部位均匀受载，目前通常采用在试验件表面粘贴帆布带或用卡板夹持试验件两种形式来做传力装置传递载荷。

在试验件表面粘贴帆布带，利用多级杠杆来平衡地分布载荷，可进行拉载荷的加载，但帆布带仅适用于平面、单曲面或曲率较小的双曲面，而对于曲率较大的双曲面或复杂曲面，帆布带由于本身存在一定的硬度，不够柔软，无法保证与试验件表面完全贴合，从而影响载荷均匀施加；而且为了保证帆布带粘贴效果，需对试验件表面进行轻微打磨、清洗。对于表面材质比较特殊或珍贵的试验件，如玻璃、喷涂隐身涂料的表面等，粘贴帆布带将对试验件表面材质造成轻微破坏；一些层间强度较低的复合材料，在试验中可能会出现层间拉脱的情况，造成试验件不必要的损坏。

利用卡板将试验件夹持固定，再对下表面的夹持件向上拉，对下表面产生等效压载荷的加载，可以避免粘贴帆布带所导致的表面损伤及层间拉脱。但是，卡板夹持也存在一些缺陷：首先，为保证试验件与夹持件的完全贴合，卡板要按试验件表面型面进行修型，如果试验件表面曲率太大或表面不平整，卡板与试验件贴合面加工难度大；其次，卡板必须采用双面夹持，所需空间较大，对于位置狭小的地方，安装难度也相应增大；最后，对试验件夹持件的松紧程度不好控制，再考虑到试验件表面以及夹持件表面的平整程度，一般来说，其等效力相对于粘贴帆布带的加载方式，并不精确。

同时，不论是帆布带还是卡板，都需要针对不同部位、不同结构进行专门设计，不能重复利用，成本高昂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种克服帆布带还是卡板的缺陷，成本较低的利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，包括上方提供载荷的作动筒和下方固定有至少一个真空吸盘的连接件，所述作动筒与连接件之间设有载荷传感器。

本技术方案的工作原理为，采用真空吸盘代替帆布带或卡板，将吸盘与真空设备连接，利用真空设备抽吸，抽去吸盘与试验件表面之间的空气，形成压力差。当吸盘接触到试验件表面时，由于空气无法进入吸盘内，就形成了真空，从而将吸盘牢牢吸附在试验件表面。再利用夹具和杠杆来平衡分布载荷，对试验件进行拉载荷的加载。

由于真空吸盘种类繁多，根据试验件不同材质和形状合理选择吸盘类型，当吸盘与试验件表面为真空状态时，吸盘能直接吸附在试验件表面达到加载的目的。为了更好地实现本实用新型，进一步地，还包括抽真空装置，所述抽真空装置还设有与真空吸盘连通的气管。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述抽真空装置为真空泵。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述连接件为横向的金属杆，所述金属杆的两端各固定连接有一个真空吸盘。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述真空吸盘为两个，且位于连接件的两端。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，其特征在于，所述作动筒为液压作动筒。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型通过使用真空吸盘实现静力试验加载，能克服帆布带和卡板的缺点，特别适用于玻璃、复材、曲率较大的双曲面和复杂曲面；

(2)本实用新型对于喷涂隐身涂料的表面、玻璃、复材等试验件，能实现表面无损化加载；对于型面复杂的试验件，能轻松实现完整贴合，使试验件均匀受载；

(3)本实用新型使用真空吸盘实现静力试验加载，只需考虑单点受载大小，对不同曲率、不同形状的试验件表面，均可使用，无需专门定制；

(4)本实用新型使用真空吸盘实现静力试验加载，省却帆布带粘贴、烘烤时间，卡板加工及安装时间，大大缩短试验周期；

(5)本实用新型通过使用真空吸盘，使整个装置具备通用性和重复使用性，相比帆布带和卡板的专用性和一次性特点，大大节约了试验成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本实用新型的立体结构示意图。

其中：1—测试件，2—真空吸盘，3—连接件，4—载荷传感器，5—作动筒，6—气管，7—抽真空装置。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例的主要结构，如图1所示，包括上方提供载荷的作动筒5和下方固定有至少一个真空吸盘2的连接件3，所述作动筒5与连接件3之间设有载荷传感器4。

具体实施方式包括以下步骤：

(1)根据载荷值大小，选择真空吸盘：首先根据单点所需承受载荷值，计算并选择真空吸盘尺寸；其次，根据试验件表面情况，选择吸盘材料及形状；

真空吸盘直径的计算公式为：

$d=1.12*\sqrt{\frac{m*s}{P_u*n}}$

式中：d—吸盘直径(cm)；

m—试验件所需承受载荷(kg)；

s—安全系数(至少为1.5，不均匀、透气材料或粗糙表面选2)；

P_μ—真空度(bar)；

n—吸盘个数。

(2)真空设备的选择：根据试验件表面材料及形状，选择适宜的安装部件、真空软管及相应的真空发生器、真空过滤器及压力计等配套真空设备；

(3)真空吸盘的连接与安装：真空吸盘2需具备两套安装装置。一套安装装置与选定的配套的真空设备连接；另一套安装装置与连接杆件3或加载夹具连接，加载夹具连接加载控制***；

(4)安装完毕，启动真空设备进行抽气，将吸盘与试验件进行低真空度吸合，检验真空***工作性能正常；

(5)试验开始，首先启动真空设备，将真空吸盘2紧紧吸附在规定的测试件1表面，保持真空压力不变。,通过作动筒5对测试件1进行逐级加载，由载荷传感器4传输载荷数据及保载数据。加到预定最大载荷并保载完毕后，计算机协调加载控制***逐级卸载，将作动筒5提供的载荷退载到零。真空设备向真空吸盘2内充气，使真空吸盘2与测试件1脱离，试验结束。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步增设抽真空装置7，如图1所示，所述抽真空装置7还设有与真空吸盘2连通的气管6。本实施例的其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述抽真空装置7为真空泵。本实施例的其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述连接件3为横向的金属杆，所述金属杆的两端各固定连接有一个真空吸盘2。本实施例的其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述真空吸盘2为两个，且位于连接件3的两端。本实施例的其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述作动筒5为液压作动筒。本实施例的其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

可以理解的是，根据本实用新型一个实施例的利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置结构，例如气管6和抽真空装置7等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，其特征在于，包括上方提供载荷的作动筒（5）和下方固定有至少一个真空吸盘（2）的连接件（3），所述作动筒（5）与连接件（3）之间设有载荷传感器（4）。

2.根据权利要求1所述的一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，其特征在于，还包括抽真空装置（7），所述抽真空装置（7）还设有与真空吸盘（2）连通的气管（6）。

3.根据权利要求2所述的一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，其特征在于，所述抽真空装置（7）为真空泵。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，其特征在于，所述连接件（3）为横向的金属杆，所述金属杆的两端各固定连接有一个真空吸盘（2）。

5.根据权利要求1~3任一项所述的一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，其特征在于，所述真空吸盘（2）为两个，且位于连接件（3）的两端。

6.根据权利要求1~3任一项所述的一种利用真空吸盘对复杂飞机结构施加载荷的装置，其特征在于，所述作动筒（5）为液压作动筒。