本發(fā)明屬于直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)技術(shù)，涉及一種復(fù)合材料尾段疲勞及缺陷容限試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

尾段是直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中的復(fù)雜關(guān)鍵部件，主要載荷有質(zhì)量力、尾槳推力以及平尾、垂尾的氣動(dòng)力，其疲勞應(yīng)力水平明顯高于中機(jī)身和機(jī)頭的疲勞應(yīng)力水平，機(jī)體的疲勞壽命一般由尾段的壽命代替。由于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、承受的載荷嚴(yán)重，而重量又要求盡量輕，因此，提供精確的疲勞試驗(yàn)考核環(huán)境，進(jìn)行試驗(yàn)考核獲得疲勞壽命和薄弱部位至關(guān)重要。

背景技術(shù)采用計(jì)算方法確定機(jī)體安全壽命，計(jì)算時(shí)需確保計(jì)算壽命明顯高于設(shè)計(jì)壽命，并需經(jīng)過(guò)飛行實(shí)測(cè)驗(yàn)證，只能給出偏保守的安全壽命，不能給出缺陷容陷壽命，不能充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的性能。

本發(fā)明裝置結(jié)合復(fù)合材料尾段結(jié)構(gòu)和載荷特點(diǎn)，進(jìn)行試驗(yàn)邊界連接條件、平尾載荷加載、尾槳載荷加載、尾梁載荷加載設(shè)計(jì)，采用本發(fā)明裝置進(jìn)行復(fù)合材料尾段缺陷容限試驗(yàn)?zāi)軌虺浞烛?yàn)證其性能并獲得缺陷容限壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種復(fù)合材料尾段疲勞及缺陷容限試驗(yàn)裝置，用于復(fù)合材料尾段疲勞及缺陷容限試驗(yàn)，采用本發(fā)明裝置進(jìn)行復(fù)合材料尾段缺陷容限試驗(yàn)?zāi)軌虺浞烛?yàn)證其性能并獲得缺陷容限壽命，能克服背景技術(shù)采用計(jì)算方法確定機(jī)體安全壽命，只能給出偏保守的安全壽命，不能給出缺陷容陷壽命，不能充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的性能等不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種復(fù)合材料尾段疲勞及缺陷容限試驗(yàn)裝置，包括剛性承力架、連接板、過(guò)渡段假件、尾梁載荷加載夾具、尾槳假件、尾槳載荷加載夾具、平尾載荷加載夾具。過(guò)渡段假件采用飛機(jī)真實(shí)結(jié)構(gòu)，一端與連接板通過(guò)螺栓連接，另一端按裝機(jī)狀態(tài)與尾段(試驗(yàn)件)連接，采用過(guò)渡段假件連接 能更真實(shí)模擬試驗(yàn)的邊界條件和傳遞載荷。尾槳載荷加載夾具包括尾槳假件、尾槳水平載荷加載桿、尾槳豎直載荷加載桿。尾槳假件底部與試驗(yàn)件連接部分接口設(shè)計(jì)與裝機(jī)狀態(tài)一致，按裝機(jī)狀態(tài)與尾段(試驗(yàn)件)連接。

剛性承力架由對(duì)稱設(shè)置的底部豎梁、底部橫梁、側(cè)部斜撐梁、后部斜撐梁、豎直立梁和頂部橫梁組成，試驗(yàn)時(shí)通過(guò)試驗(yàn)件傳遞所有載荷，剛性承力架的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)載荷確定，應(yīng)保證載荷加載時(shí)為剛性支撐。

連接板用于連接剛性承力架和過(guò)渡段假件，連接板設(shè)有與過(guò)渡段假件適配的孔，孔一般為兩圈共100個(gè)左右，通過(guò)螺栓連接在一起。連接板外部?jī)蓚?cè)設(shè)有與剛性承力架環(huán)形槽適配的孔，通過(guò)大螺栓固定在剛性承力架上。

尾梁載荷加載夾具4包括右側(cè)夾持梁、上部夾持梁、左側(cè)夾持梁、下部夾持梁、加載接頭、右側(cè)夾持木塊、上部夾持木塊、左側(cè)夾持木塊、下部夾持木塊。右側(cè)夾持梁、上部夾持梁、左側(cè)夾持梁、下部夾持梁采用槽鋼與板焊接而成的梁式結(jié)構(gòu)，四個(gè)梁的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有與右側(cè)夾持木塊、上部夾持木塊、左側(cè)夾持木塊、下部夾持木塊外廓長(zhǎng)方體形尺寸適配的凹槽，右側(cè)夾持木塊、上部夾持木塊、左側(cè)夾持木塊、下部夾持木塊內(nèi)廓曲面尺寸與試驗(yàn)件連接部位曲面外形適配。四個(gè)方向的夾持梁相配合的面分別設(shè)有適配的孔，通過(guò)螺栓連接固定在一起。左側(cè)夾持梁、下部夾持梁上通過(guò)螺栓各裝配有一件加載接頭，用于尾梁水平載荷和豎直載荷的加載。

尾槳假件上部水平載荷和豎直載荷加載部位分別設(shè)有與尾槳水平載荷加載桿、尾槳豎直載荷加載桿單耳片適配的“U”形雙叉耳，用于尾槳水平載荷和豎直載荷的加載。

平尾載荷加載夾具包括上夾持木塊、上夾持板、連接長(zhǎng)螺栓、下夾持木塊、下夾持板、平尾載荷加載支座、平尾載荷加載桿。上夾持板、下夾持板內(nèi)側(cè)分別設(shè)有與上夾持木塊、下夾持木塊外廓長(zhǎng)方體形尺寸適配的凹槽，上夾持板、下夾持板內(nèi)廓曲面尺寸與試驗(yàn)件連接部位曲面外形適配。上夾持木塊、上夾持板、下夾持木塊、下夾持板兩側(cè)相應(yīng)位置設(shè)有貫穿的孔，通過(guò)連接長(zhǎng)螺栓連接 固定在一起。下夾持板上通過(guò)螺栓裝配有加載支座，加載支座設(shè)有與平尾載荷加載桿單耳片適配的“U”形雙叉耳，用于平尾載荷的加載。

本發(fā)明測(cè)試時(shí)，能準(zhǔn)確地模擬試驗(yàn)件邊界條件，試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)定，試驗(yàn)環(huán)境好，載荷波動(dòng)量小，通過(guò)采用本發(fā)明裝置進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)總誤差可以控制在3％以內(nèi)，采用本發(fā)明裝置獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行壽命分析，能夠充分驗(yàn)證其性能并獲得缺陷容限壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-4為本發(fā)明的局部視圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明為一種復(fù)合材料尾段疲勞及缺陷容限試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括剛性承力架1、連接板2、過(guò)渡段假件3、尾梁載荷加載夾具4、尾槳假件5-1、尾槳載荷加載夾具5、平尾載荷加載夾具6。過(guò)渡段假件3采用飛機(jī)真實(shí)結(jié)構(gòu)，一端與連接板2通過(guò)螺栓連接，另一端按裝機(jī)狀態(tài)與尾段(試驗(yàn)件)連接，采用過(guò)渡段假件3連接能更真實(shí)模擬試驗(yàn)的邊界條件和傳遞載荷。尾槳載荷加載夾具5包括尾槳假件5-1、尾槳水平載荷加載桿5-2、尾槳豎直載荷加載桿5-3。尾槳假件5-1底部與試驗(yàn)件連接部分接口設(shè)計(jì)與裝機(jī)狀態(tài)一致，按裝機(jī)狀態(tài)與尾段(試驗(yàn)件)連接。

剛性承力架1由對(duì)稱設(shè)置的底部豎梁1-1、底部橫梁1-2、側(cè)部斜撐梁1-3、后部斜撐梁1-4、豎直立梁1-5和頂部橫梁1-6組成，試驗(yàn)時(shí)通過(guò)試驗(yàn)件傳遞所有載荷，剛性承力架1的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)載荷確定，應(yīng)保證載荷加載時(shí)為剛性支撐。

連接板2用于連接剛性承力架1和過(guò)渡段假件3，連接板2設(shè)有與過(guò)渡段假 件3適配的孔，孔一般為兩圈共100個(gè)左右，通過(guò)螺栓連接在一起。連接板2外部?jī)蓚?cè)設(shè)有與剛性承力架1環(huán)形槽適配的孔，通過(guò)大螺栓固定在剛性承力架1上。

尾梁載荷加載夾具4包括右側(cè)夾持梁4-1、上部夾持梁4-2、左側(cè)夾持梁4-3、下部夾持梁4-4、加載接頭4-5、右側(cè)夾持木塊4-6、上部夾持木塊4-7、左側(cè)夾持木塊4-8、下部夾持木塊4-9。右側(cè)夾持梁4-1、上部夾持梁4-2、左側(cè)夾持梁4-3、下部夾持梁4-4采用槽鋼與板焊接而成的梁式結(jié)構(gòu)，四個(gè)梁的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有與右側(cè)夾持木塊4-6、上部夾持木塊4-7、左側(cè)夾持木塊4-8、下部夾持木塊4-9外廓長(zhǎng)方體形尺寸適配的凹槽，右側(cè)夾持木塊4-6、上部夾持木塊4-7、左側(cè)夾持木塊4-8、下部夾持木塊4-9內(nèi)廓曲面尺寸與試驗(yàn)件連接部位曲面外形適配。四個(gè)方向的夾持梁相配合的面分別設(shè)有適配的孔，通過(guò)螺栓連接固定在一起。左側(cè)夾持梁4-3、下部夾持梁4-4上通過(guò)螺栓各裝配有一件加載接頭4-5，用于尾梁水平載荷和豎直載荷的加載。

尾槳假件5-1上部水平載荷和豎直載荷加載部位分別設(shè)有與尾槳水平載荷加載桿5-2、尾槳豎直載荷加載桿5-3單耳片適配的“U”形雙叉耳，用于尾槳水平載荷和豎直載荷的加載。

平尾載荷加載夾具6包括上夾持木塊6-1、上夾持板6-2、連接長(zhǎng)螺栓6-3、下夾持木塊6-4、下夾持板6-5、平尾載荷加載支座6-6、平尾載荷加載桿6-7。上夾持板6-2、下夾持板6-5內(nèi)側(cè)分別設(shè)有與上夾持木塊6-1、下夾持木塊6-4外廓長(zhǎng)方體形尺寸適配的凹槽，上夾持板6-2、下夾持板6-5內(nèi)廓曲面尺寸與試驗(yàn)件連接部位曲面外形適配。上夾持木塊6-1、上夾持板6-2、下夾持木塊6-4、下夾持板6-5兩側(cè)相應(yīng)位置設(shè)有貫穿的孔，通過(guò)連接長(zhǎng)螺栓6-3連接固定在一 起。下夾持板6-5上通過(guò)螺栓裝配有加載支座6-6，加載支座6-6設(shè)有與平尾載荷加載桿6-7單耳片適配的“U”形雙叉耳，用于平尾載荷的加載。

本發(fā)明測(cè)試時(shí)，能準(zhǔn)確地模擬試驗(yàn)件邊界條件，試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)定，試驗(yàn)環(huán)境好，載荷波動(dòng)量小，通過(guò)采用本發(fā)明裝置進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)總誤差可以控制在3％以內(nèi)，采用本發(fā)明裝置獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行壽命分析，能夠充分驗(yàn)證其性能并獲得缺陷容限壽命。