本申請屬于飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置。

背景技術(shù)：

飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)是指飛機(jī)上某些結(jié)構(gòu)僅具有一個(gè)開放面，其與地方封閉的結(jié)構(gòu)，類似于凹槽式或半封閉腔體式結(jié)構(gòu)，在對這些結(jié)構(gòu)內(nèi)壁進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，載荷施加機(jī)構(gòu)的施加端因體積、結(jié)構(gòu)等原因，往往不能伸入并作用至所述內(nèi)壁處。

現(xiàn)有技術(shù)中，飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)半封閉腔內(nèi)部加載空間有限，主要通過在試驗(yàn)件上其它位置開加載通過孔，以滿足試驗(yàn)加載設(shè)備的連接端通過該通孔直至作用至相應(yīng)位置。這種試驗(yàn)載荷施加方式破壞了試驗(yàn)件原結(jié)構(gòu)的完整性，需要進(jìn)行大量的分析計(jì)算來說明試驗(yàn)件開孔的可行性，同時(shí)需對試驗(yàn)件開孔部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)加工，帶來額外的工作量。對于一些重要受力構(gòu)件，在試驗(yàn)件上開孔可能改變結(jié)構(gòu)主要傳力路徑而變得不可行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本申請?zhí)岢隽艘环N飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置，可以在不破壞試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)完整性的前提下，保證飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)能夠順利施加載荷的試驗(yàn)加載裝置。

本申請飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置主要包括支撐臺架、加載杠桿以及支撐軸，所述支撐軸固定在支撐臺架上，加載杠桿包括載荷作用桿、載荷施加桿以及連接桿，載荷作用桿與載荷施加桿的軸線平行，并通過連接桿相互連接，所述連接桿轉(zhuǎn)動設(shè)置在支撐軸上。

優(yōu)選的是，加載杠桿的連接桿與支撐軸通過滾珠軸承連接。

上述方案中優(yōu)選的是，還包括軸向限動機(jī)構(gòu)，用于限制連接桿沿支撐軸軸向方向上的運(yùn)動，所述軸向限動機(jī)構(gòu)包括：

花鍵，設(shè)置在滾珠軸承的內(nèi)壁上；

導(dǎo)向槽，沿支撐軸軸線方向布置在支撐軸的外表面，所述花鍵能夠在所述導(dǎo)向槽內(nèi)沿支撐軸軸線方向運(yùn)動；

止動槽，設(shè)置在支撐軸上，且包括一個(gè)連通所述導(dǎo)向槽的槽口；

圓孔，設(shè)置在止動槽的側(cè)壁上；

止動銷，能夠插入所述圓孔內(nèi)。

上述方案中優(yōu)選的是，所述載荷施加桿包括兩個(gè)施加端，連接桿的一端設(shè)置在載荷施加桿的中部。

上述方案中優(yōu)選的是，所述支撐臺架設(shè)置有通孔，支撐軸的兩端穿過所述通孔，并與所述通孔過盈配合。

上述方案中優(yōu)選的是，所述支撐臺架包括垂直立柱與水平立柱，所述水平立柱用于固定支撐軸，所述垂直立柱與水平立柱通過斜筋補(bǔ)強(qiáng)。

本申請具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本申請的加載杠桿具有細(xì)長的載荷作用端，可通過半封閉結(jié)構(gòu)的開放面放入結(jié)構(gòu)半封閉腔內(nèi)部，與試驗(yàn)件通過連接件進(jìn)行固定后可實(shí)施加載，避免了半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載時(shí)需在試驗(yàn)件上開通過孔的技術(shù)弊端，保證了試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)完整性，使試驗(yàn)的考核結(jié)果更加真實(shí)可靠。

附圖說明

圖1為本申請飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的主視圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載示意圖。

圖3為圖1所示實(shí)施例的加載杠桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3滾珠軸承處A向示意圖。

圖5為圖3所示實(shí)施例的支撐軸的止動槽處結(jié)構(gòu)放大圖。

其中，1為支撐臺架，2為加載杠桿，3為滾珠軸承，4為支撐軸，5為試驗(yàn)件，6為加載通過孔；

11為垂直立柱，12為水平立柱，13為斜筋；

21為載荷作用桿，22為載荷施加桿，23為連接桿；

31為花鍵；

41為導(dǎo)向槽，42為止動槽，43為圓孔。

具體實(shí)施方式

為使本申請實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本申請，而不能理解為對本申請的限制?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本申請的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

在本申請的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本申請保護(hù)范圍的限制。

本申請?zhí)岢隽艘环N飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置，可以在不破壞試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)完整性的前提下，保證飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)能夠順利施加載荷的試驗(yàn)加載裝置。

首先參考圖2，為現(xiàn)有技術(shù)中對飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)的載荷加載示意圖。其中，需要進(jìn)行加載的位置為試驗(yàn)件5的右側(cè)內(nèi)壁上，而試驗(yàn)件上方的開孔不足以使作動筒直接伸入該試驗(yàn)件半封閉空腔內(nèi)，為此，需要在該試驗(yàn)件5的左側(cè)設(shè)置一個(gè)加載通過孔6，以便鋼索等拉伸機(jī)構(gòu)穿過。拉伸載荷通過鋼索等連接方式作用于試驗(yàn)件5的右側(cè)內(nèi)壁上，從而完成拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。

可以理解的是，上述開加載通過孔的形式破壞了試驗(yàn)件的完整性，導(dǎo)致了后續(xù)復(fù)雜的計(jì)算過程，本申請飛機(jī)半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置就是為了解決該問題的，如圖1所示，其主要包括支撐臺架1、加載杠桿2以及支撐軸4三部分組成，所述支撐軸4固定在支撐臺架1上，加載杠桿2包括載荷作用桿21、載荷施加桿22以及連接桿23，載荷作用桿21與載荷施加桿22的軸線平行，并通過連接桿23相互連接，所述連接桿23轉(zhuǎn)動設(shè)置在支撐軸4上。加載杠桿2的具體結(jié)構(gòu)參考圖3，可以理解的是，通過該試驗(yàn)加載裝置使載荷作用桿21通過試驗(yàn)件上方的敞口深入至待作用載荷的地方，并通過載荷施加桿22進(jìn)行載荷施加，通過加載杠桿2與支撐軸4轉(zhuǎn)動連接關(guān)系，使施加的載荷從載荷施加桿22傳遞到載荷作用桿21處，完成了試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

本實(shí)施例中，加載杠桿2的連接桿23與支撐軸4通過滾珠軸承3連接，連接桿23中部開孔，該開孔內(nèi)壁作為滾珠軸承的外圈，滾珠軸承3的內(nèi)圈與支撐軸4連接。

本實(shí)施例中，還包括軸向限動機(jī)構(gòu)，用于限制連接桿23沿支撐軸4軸向方向上的運(yùn)動，因此其包括設(shè)置在連接桿23上的凸起以及設(shè)置在支撐軸4上的凹槽，具體的，所述軸向限動機(jī)構(gòu)包括花鍵31、導(dǎo)向槽41、止動槽42、圓孔43以及止動銷。

其中，花鍵31設(shè)置在滾珠軸承的內(nèi)壁上，參考圖4的滾珠軸承放大圖，花鍵3自軸承內(nèi)圈內(nèi)壁向軸承內(nèi)圈中心處凸伸；

導(dǎo)向槽41沿支撐軸4軸線方向布置在支撐軸4的外表面，可以參考圖5，當(dāng)所述滾珠軸承套設(shè)在支撐軸4上時(shí)，所述花鍵31能夠在所述導(dǎo)向槽41內(nèi)沿支撐軸4軸線方向運(yùn)動；

止動槽42設(shè)置在支撐軸4上，且包括一個(gè)連通所述導(dǎo)向槽的槽口，參考圖2，該止動槽42一般設(shè)置在支撐軸4的中部，其與導(dǎo)向槽41導(dǎo)通，當(dāng)花鍵31沿著導(dǎo)向槽41滑動至止動槽42處時(shí)，轉(zhuǎn)動滾珠軸承，使花鍵運(yùn)動至該止動槽內(nèi)，從而限制了轉(zhuǎn)動軸承沿支撐軸的軸向方向運(yùn)動，也就是限制了加載杠桿沿支撐軸的軸向方向運(yùn)動。

所述軸向限動機(jī)構(gòu)還包括鎖緊元件，具體即上述所述的圓孔43以及配合使用的止動銷，具體的，圓孔43設(shè)置在止動槽的側(cè)壁上，當(dāng)滾珠軸承上的花鍵移動到支撐軸卡槽位置處時(shí)，轉(zhuǎn)動加載杠桿，使?jié)L珠軸承的花鍵到達(dá)卡槽的極限位置處，將止動銷插入卡槽側(cè)壁的圓孔?；ㄦI旋入支撐軸止動槽，并用止動銷限制后，加載杠桿就只能以支撐軸為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

本實(shí)施例中，所述載荷施加桿包括兩個(gè)施加端，連接桿的一端設(shè)置在載荷施加桿的中部，載荷施加桿22兩端均開通孔，通過銷軸、耳片等方式可以連接兩個(gè)作動筒。參考圖3，加載杠桿上設(shè)計(jì)有1個(gè)載荷作用端和2個(gè)載荷施加端，可以分別施加拉、壓載荷；加載杠桿具有細(xì)長的載荷作用端，可通過半封閉結(jié)構(gòu)的開放面放入結(jié)構(gòu)半封閉腔內(nèi)部，與試驗(yàn)件通過連接件進(jìn)行固定后實(shí)施加載；加載杠桿的載荷作用桿軸線、載荷施加桿軸線與加載杠桿主軸線(連接桿)在同一個(gè)平面內(nèi)，載荷作用桿軸線與載荷施加桿軸線平行，載荷作用桿軸線、載荷施加端桿線均垂直于加載杠桿主軸線，其作用是保證載荷施加端施加的外載荷能夠準(zhǔn)確地傳遞到試驗(yàn)件上。

本實(shí)施例中，所述支撐臺架1設(shè)置有通孔，支撐軸4的兩端穿過所述通孔，并與所述通孔過盈配合。具體的，支撐軸4為實(shí)心圓軸，兩端通過襯套壓緊固定在支撐臺架1上。

所述支撐臺架1包括垂直立柱11與水平立柱12，所述水平立柱12用于固定支撐軸4，所述垂直立柱11與水平立柱12通過斜筋13補(bǔ)強(qiáng)。參考圖1，本實(shí)施例中，除了垂直立柱11與水平立柱12通過斜筋13補(bǔ)強(qiáng)以外，支撐臺架1的近地支柱與垂直立柱也通過若干斜筋13補(bǔ)強(qiáng)。

本申請的加載杠桿具有細(xì)長的載荷作用端，可通過半封閉結(jié)構(gòu)的開放面放入結(jié)構(gòu)半封閉腔內(nèi)部，與試驗(yàn)件通過連接件進(jìn)行固定后可實(shí)施加載，避免了半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載時(shí)需在試驗(yàn)件上開通過孔的技術(shù)弊端，保證了試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)完整性，使試驗(yàn)的考核結(jié)果更加真實(shí)可靠。

本實(shí)施例中，加載杠桿采用高強(qiáng)度合金鋼材料30CrMnSiA機(jī)加成形，為便于端頭耳片結(jié)構(gòu)的加工，其桿系設(shè)計(jì)為“口”字形橫截面，尺寸為80mm×20mm；加載杠桿中部設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸長為80mm，壁厚為40mm，外圓半徑為79mm，內(nèi)圓半徑為39mm；滾珠軸承安裝在加載杠桿轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，其內(nèi)壁上設(shè)計(jì)有一個(gè)厚度為4mm，高度為10mm的花鍵，與支撐軸的導(dǎo)向槽相配合，便于加載杠桿的安裝，花鍵旋入支撐軸止動槽，并用止動銷限制后，加載杠桿就只能以支撐軸為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動；支撐軸是直徑為60mm的30CrMnSiA實(shí)心圓軸，兩端通過1mm厚的鋼襯套壓緊固定在水平立柱上，支撐軸上開有一條寬4mm，深10mm的軸承移動導(dǎo)向槽和一個(gè)止動槽，止動槽尺寸為長60mm×寬20mm×高10mm，其一側(cè)壁上開有直徑為4mm，深度為10mm的圓孔，用于安裝止動銷，止動銷系直徑為4mm，長度為20mm的實(shí)心圓桿；支撐臺架1由2個(gè)垂直立柱、2個(gè)水平立柱和斜筋組成，2個(gè)垂直立柱的軸線相互平行，2個(gè)水平立柱的軸線相互平行，斜筋軸線與垂直立柱軸線及水平立柱軸線各成45°夾角，用以提高支撐臺架的強(qiáng)度和剛度，水平立柱上開有直徑為62mm的圓孔，用來安裝支撐軸。

本實(shí)施例半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置安裝過程如下：

a)首先按預(yù)定尺寸安裝支撐臺架；

1)將兩個(gè)垂直立柱通過地腳螺栓固定在試驗(yàn)室地軌上；

2)通過螺栓將水平立柱安裝在垂直立柱上，兩個(gè)水平立柱軸線距地面的高度應(yīng)相同；

3)通過螺栓將斜筋分別固定在垂直立柱和水平立柱上；

b)將滾珠軸承裝入加載杠桿；

c)將支撐軸一端穿入一根水平立柱；

d)將加載杠桿從支撐軸一端(位于兩水平立柱之間)裝入支撐軸，通過滾珠軸承花鍵與支撐軸導(dǎo)向槽配合裝入，當(dāng)滾珠軸承上的花鍵移動到支撐軸卡槽位置處時(shí)，轉(zhuǎn)動加載杠桿，使?jié)L珠軸承的花鍵到達(dá)卡槽的極限位置處，將止動銷插入卡槽側(cè)壁的圓孔；

e)將支撐軸裝入另一根水平立柱；

f)將襯套裝入支撐軸與水平立柱圓孔的間隙中(過盈配合，需砸入)；

g)將加載杠桿載荷作用端通過試驗(yàn)件開放面放入試驗(yàn)件半封閉腔，用螺栓與試驗(yàn)件進(jìn)行連接；

h)將加載杠桿載荷施加端與加載作動筒通過螺栓連接，完成半封閉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載裝置的安裝。

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說明本申請的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實(shí)施例對本申請進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本申請各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。