一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統的制作方法
【專利摘要】一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統，它由螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構、振動臺、應變片和動態應變儀組成；它們之間的位置連接關系是：四個螺旋槳槳葉試件的根部通過螺栓與夾具連接，左右各設置兩個螺旋槳葉試件；在螺旋槳葉試件尖部位置打孔，以安裝靜載加載機構，每邊的兩個螺旋槳葉試件通過尖部的靜載加載機構連接在一起；整個螺旋槳葉試件及夾具一體通過振動臺的絲杠連接于振動臺的動圈上；在螺旋槳葉試件的相應位置上粘貼應變片；動態應變儀與應變片連接。本發明結構簡單、操作方便、效率高，用于螺旋槳葉勞性能試驗測試，測試結果對于結構疲勞壽命評定具有重要的工程應用價值。
【專利說明】 一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統，屬于試驗測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]工程結構在使用過程中，都承受著交變載荷，會發生疲勞破壞，為保障其安全性，需要測試其疲勞性能，經多年技術發展，業已形成完善的疲勞性能測試標準；但是，飛機螺旋槳葉在實際工作過程中受載復雜，在高速旋轉中槳葉承受著很大的離心力和氣動拉力，在飛行中，因槳葉旋轉面與飛行方向不垂直而導致交變力矩以及振動載荷作用在槳葉上，因此，必須模擬螺旋槳復雜載荷條件，測試其疲勞性能，用于評估疲勞壽命，然而，常規的疲勞試驗機只能進行簡單試樣的軸向拉伸/壓縮或旋轉彎曲疲勞試驗，對于既有軸向離心力又有交變橫向載荷的螺旋槳葉結構件，尚缺乏有效的疲勞性能試驗系統。為此，本發明將螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構、振動臺、應變片和動態應變儀集成為測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統，測試結果對于結構疲勞壽命評定具有重要的工程應用價值。
【發明內容】
[0003]1、目的:本發明的目的在于提供一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統，以用于飛機螺旋槳結構的疲勞性能測試。
[0004]2、技術方案:本發明一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統，由螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構、振動臺、應變片和動態應變儀組成。它們之間的位置連接關系如下:4個螺旋槳葉試件的根部通過螺栓與夾具連接，左右各設置2個螺旋槳葉試件；在螺旋槳葉試件尖部打孔，以安裝靜載加載機構，每邊的2個螺旋槳葉試件通過尖部的靜載加載機構連接在一起；整個螺旋槳葉試件及夾具一體通過振動臺的絲杠連接于振動臺的動圈上；在螺旋槳葉試件的相應位置上粘貼應變片；動態應變儀與應變片連接。
[0005]所述的螺旋槳葉試件為螺旋槳葉疲勞試件，該試件具體形狀和尺寸根據實際的飛機螺旋槳進行設計，兩端的夾持部位有孔，通過螺栓與夾具連接。
[0006]所述的夾具是由圓柱及開有孔洞的夾板組合而成，用以安裝和夾持螺旋槳葉試件，需根據螺旋槳葉試件夾持端的形狀和尺寸以及螺旋槳葉試件加載時的變形量進行設計和制造。
[0007]所述的靜載加載機構是由4塊型面夾板、加載螺桿和相應的螺栓、螺母組成，以對螺旋槳葉試件施加靜載，其中型面夾板的一面為平面，另一面應緊密貼合螺旋槳葉試件的表面。
[0008]所述的振動臺是用以對螺旋槳葉試件施加振動載荷的振動試驗臺，可以對所施加的載荷大小和頻率進行控制，可以是常規的電磁振動臺或自制振動臺。
[0009]所述的應變片是一種用于測量應變的片狀元件，能將構件上應變的變化轉換為電阻變化，通常粘貼在試件表面，可以是常規的電阻應變片。
[0010]所述的動態應變儀是一種與應變片連接用于測量試樣應變的儀器，能夠實時測量試樣的動態應變，可以是常規的動態電阻應變儀或自動動態電阻應變儀。
[0011]所有裝置根據試驗要求連接和調試完畢后，便可根據具體試驗要求完成螺旋槳葉疲勞試驗。該套系統有效解決了螺旋槳葉疲勞性能的試驗測試問題。
[0012]3、優點及功效:本發明的有益效果是可以完成螺旋槳葉疲勞性能的試驗測試，而且能同時進行4件螺旋槳葉試件的疲勞試驗，該系統具有操作方便、測量精度高和效率高的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0014]圖1是螺旋槳葉試件示意圖。
[0015]圖2是夾具示意圖。
[0016]圖3是靜載加載機構示意圖。
[0017]圖4是振動臺示意圖。
[0018]圖4中:1.螺母，2.墊片，3.絲杠，4.動圈，5.振動臺底座。
[0019]圖5是螺旋槳葉疲勞性能試驗測試系統結構圖。
[0020]圖5中:6.應變片，7.螺旋槳葉試件，8.夾具，9.靜載加載機構，10.振動臺。【具體實施方式】
[0021]【具體實施方式】一:結合圖5說明本發明的【具體實施方式】。本發明一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統，由螺旋槳葉試件7、夾具8、靜載加載機構9、振動臺10、應變片6和動態應變儀組成。在圖5中，4個螺旋槳葉試件7的根部通過螺栓安裝在夾具8上，左右各2個螺旋槳葉試件7 ;每邊的上下兩個螺旋槳葉試件7的尖部通過靜載加載機構9連接在一起；夾具8安裝在振動臺10的絲杠3上；在螺旋槳葉試件7的相應位置上粘貼應變片6 ;動態應變儀與應變片6連接。以上設備和裝置集成對接后，便組成了飛機螺旋槳疲勞性能試驗測試系統。
[0022]圖1具體給出了一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試件，在螺旋槳葉試件7根部的夾持部位設計了緊固孔，能起到夾持和定位作用，螺旋槳試件7尖部的孔用于安裝靜載加載機構9。夾具8如圖2所示，安裝在振動臺10的絲杠3上并與4個螺旋槳葉試件的根部連接，它起到夾持螺旋槳葉試件和傳遞載荷的作用，由于飛機螺旋槳在工作中一面為拉應力另一面為壓應力，因此在安裝螺旋槳葉試件的時候應使拉應力的一面朝外，壓應力的一面朝里。靜載加載機構9如圖3所示，它由4塊型面夾板、加載螺桿和相應的螺栓、螺母組成，兩塊型面夾板通過螺栓將螺旋槳葉試件尖部夾緊，加載螺桿穿過上下兩邊的型面夾板和螺旋槳葉試件尖部中間的孔，通過擰緊加載螺桿兩端的螺母調整螺旋槳葉試件尖部的張口大小，實現對螺旋槳葉試件施加靜載。在螺旋槳葉試件上的相應位置粘貼應變片6，動態應變儀與應變片6相連，以讀取實時應變，根據應變與載荷的對應關系，可以通過應變計算出螺旋槳葉試件所受載荷的大小。所有裝置根據試驗要求連接和調試完畢后，便可根據具體試驗要求完成飛機螺旋槳疲勞性能測試試驗。圖4是振動臺示意圖，該振動臺10是由.螺母1，墊片2，絲杠3，動圈4，振動臺底座5組成。
【權利要求】
1.一種測試螺旋槳葉疲勞性能的試驗系統，其特征在于:它由螺旋槳葉試件、夾具、靜載加載機構、振動臺、應變片和動態應變儀組成；4個螺旋槳葉試件的根部通過螺栓與夾具連接，左右各設置2個螺旋槳葉試件；在螺旋槳葉試件尖部打孔，以安裝靜載加載機構，每邊的2個螺旋槳葉試件通過尖部的靜載加載機構連接在一起；整個螺旋槳葉試件及夾具一體通過振動臺的絲杠連接于振動臺的動圈上；在螺旋槳葉試件的相應位置上粘貼應變片；動態應變儀與應變片連接； 所述的螺旋槳葉試件為螺旋槳葉疲勞試件，該試件具體形狀和尺寸根據實際的飛機螺旋槳進行設計，兩端的夾持部位有孔，通過螺栓與夾具連接； 所述的夾具是由圓柱及開有孔洞的夾板組合而成，用以安裝和夾持螺旋槳葉試件，需根據螺旋槳葉試件夾持端的形狀和尺寸以及螺旋槳葉試件加載時的變形量進行設計和制造； 所述的靜載加載機構是由4塊型面夾板、加載螺桿和相應的螺栓、螺母組成，以對螺旋槳葉試件施加靜載，其中型面夾板的一面為平面，另一面應緊密貼合螺旋槳葉試件的表面； 所述的振動臺是用以對螺旋槳葉試件施加振動載荷的振動試驗臺，對所施加的載荷大小和頻率進行控制，是常規的電磁振動臺或自制振動臺； 所述的應變片是一種用于測量應變的片狀元件，能將構件上應變的變化轉換為電阻變化，通常粘貼在試件表面，是常規的電阻應變片； 所述的動態應變儀是一種與應變片連接用于測量試樣應變的儀器，能夠實時測量試樣的動態應變，是常規的動態電阻應變儀或自動動態電阻應變儀； 所有裝置根據試驗要求連接和調試完畢后，便可根據具體試驗要求完成螺旋槳葉疲勞試驗。
【文檔編號】G01M13/00GK104019968SQ201410212074
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】熊峻江, 李礦, 云新堯 申請人:北京航空航天大學