钢丝绳摩擦系数的试验装置和估算方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钢丝绳摩擦系数的试验装置和估算方法，包括配重块(1)、手动葫芦(2)、导向滑轮(3)、钢丝绳(4)、加载横梁(11)、加载作动筒(8)、加载作动筒传力件(9)、试验件(10)、应变片(13)；其特征在于：所述试验装置安装在试验台架横梁(6)下，试验件(10)上端与试验台架横梁(6)固定，试验件(10)下端与加载横梁(11)连接，加载横梁(11)两端左右对称安装反配重钢丝绳系统及加载作动筒(8)，在试验件(10)中间段的横截面上沿轴向粘贴4个以上应变片(13)。本发明专利技术通过试验验证了具有反配重钢丝绳的试验件中卸载测量应变与加载测量应变存在差异的客观事实，同时给出了反配重钢丝绳滑轮系统摩擦系数的估算方法。

Testing device and estimation method for friction coefficient of steel wire rope

The invention relates to an experimental device and an estimation method for the friction coefficient of a steel wire rope, including a counterweight block (1), a manual hoist (2), a guide pulley (3), a steel wire rope (4), a loading beam (11), a loading actuator (8), a loading actuator (9), a loading actuator (10), and a strain gauge (13). It is characterized in that the experimental device is installed under the cross beam (6) of the test stand, and the upper end of the test member (10) and the test stand. The transverse beam (6) is fixed, the lower end of the test piece (10) is connected with the loading beam (11), the anti-counterweight wire rope system and the loading actuator (8) are symmetrically installed at both ends of the loading beam (11), and more than four strain gauges (13) are pasted along the axial direction on the cross section of the middle section of the test piece (10). The objective fact that there is difference between unloading measurement strain and loading measurement strain in the test piece of the anti-counterweight steel wire rope is verified by experiment, and the estimation method of friction coefficient of the anti-counterweight steel wire rope pulley system is given.

【技术实现步骤摘要】
钢丝绳摩擦系数的试验装置和估算方法
本专利技术属于航空结构强度疲劳试验领域，特别是涉及到一种飞机结构强度试验中反配重钢丝绳摩擦系数的估算方法。
技术介绍
飞机结构强度疲劳试验中，为了较真实模拟飞行载荷，通常要考虑试验件的扣重问题，确保试验状态时试验件处于零重量状态。由于试验的需要，试验件有时采用反配重钢丝绳装置方式进行扣重。如图2所示，试验件及常规反配重钢丝绳装置由配重块、手动葫芦、导向滑轮、钢丝绳、加载横梁、试验台架横梁、试验件约束端螺栓、加载作动筒、加载作动筒传力件、试验件、试验件加载端螺栓、应变片组成。在具有反配重钢丝绳装置的结构强度疲劳试验中，由于钢丝绳与滑轮间摩擦力的存在，导致试验件加载及卸载过程中其摩擦力方向相反，从而出现加载及卸载在同级载荷状态时普遍存在卸载测量应变大于加载测量应变的事实情况。通过对卸载测量应变与加载测量应变的差值进行分析反推，得到反配重钢丝绳引起的摩擦力，进而给出钢丝绳滑轮系统摩擦系数估算方法。关于飞机反配重钢丝绳摩擦力的研究，国内外公开资料研究的较少，更未能从卸载测量应变与加载测量应变的差异性方面给出飞机反配重钢丝绳摩擦系数的估算方法，本文给出的方法可预测真实试验状态下钢丝绳滑轮系统的摩擦系数。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种飞机结构强度试验中反配重钢丝绳摩擦系数的估算方法。本专利技术的技术方案是：钢丝绳摩擦力的试验装置，包括配重块1、手动葫芦2、导向滑轮3、钢丝绳4、加载横梁11、加载作动筒8、加载作动筒传力件9、试验件10、应变片13；所述试验装置安装在试验台架横梁6下，试验件10上端与试验台架横梁6固定，试验件10下端与加载横梁11连接，加载横梁11两端左右对称安装反配重钢丝绳系统及加载作动筒8，在试验件10中间段的横截面上沿轴向粘贴8个应变片13。所述反配重钢丝绳系统包括由钢丝绳4依次连接的配重块1、手动葫芦2、导向滑轮3组成；所述反配重钢丝绳系统一端为配重块1，另一端通过钢丝绳4连接加载横梁11的一端。试验件10为一单传力金属构件。试验件10中间段的横截面为圆截面。在其上粘贴8个应变片13。所述试验装置的估算方法，包括以下步骤：步骤一、根据静力试验测量要求，按照5％P载荷级差从0％P到100％P逐级加载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值εijk,i＝1,2,......,M,j＝(N-1)×5,k＝1,2,3，再按照5％P载荷级差从100％P到0％P逐级卸载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值ε`ijk,，其中，i为应变片13编号，j为载荷级数，k为重复测量次数，M为应变片个数，N＝1,2，......21，P为试验件10设计载荷；步骤二、步骤一重复测量3次并计算3次加载过程中95％P载荷级时各应变片13的平均值和3次卸载过程中95％P载荷级时各应变片13的平均值其中，εi95k为加载过程中载荷级数为95时应变测量值，ε`i95k为卸载过程中载荷级数为95时应变测量值；步骤三、计算反配重钢丝绳4引起的摩擦力F，其中，E为试验件10拉伸弹性模量,D为试验件10中间段圆截面的直径，步骤四、计算反配重钢丝绳的摩擦系数f，其中，M为导向滑轮个数,G为配重块重量。本专利技术的优点是：本专利技术提出了钢丝绳摩擦系数的试验装置和估算方法，可预测真实试验状态下钢丝绳滑轮系统的摩擦系数。本专利技术针对飞机结构强度试验中反配重钢丝绳系统摩擦系数不易确定问题，从飞机结构强度试验卸载测量应变与加载测量应变差值分析角度给出了一种飞机结构强度试验中反配重钢丝绳摩擦系数的估算方法。本专利技术基于具有反配重钢丝绳引起的加载及卸载在同级载荷状态时普遍存在卸载测量应变大于加载测量应变的事实，提出了一种先逐级加载并测量应变、再逐级卸载并测量应变、然后利用卸载测量应变与加载测量应变的差值反推反配重钢丝绳引起的摩擦力，进而得到钢丝绳滑轮系统摩擦系数估算方法。本专利技术使用的理论依据正确，实施步骤清晰、简单，工程概念明确。本专利技术通过试验验证了具有反配重钢丝绳的试验件中卸载测量应变与加载测量应变存在差异的客观事实，同时给出了反配重钢丝绳滑轮系统摩擦系数的估算方法。附图说明图1是反配重钢丝绳系统示意图；图2是试验件及反配重钢丝绳系统安装及实施示意图；图3是试验件示意图；其中，1-配重块，2-手动葫芦，3-导向滑轮，4-钢丝绳，6-试验台架横梁，7-试验件约束端螺栓，8-加载作动筒，9-加载作动筒传力件，10-试验件，11-加载横梁，12-试验件加载端螺栓，13-应变片。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明，请参阅图1至图3。如图1所示，为反配重钢丝绳系统示意图。由配重块、手动葫芦、导向滑轮、钢丝绳、试验台架横梁组成。如图2所示，为试验件及反配重钢丝绳系统安装及实施示意图。由配重块、手动葫芦、导向滑轮、钢丝绳、加载横梁、试验台架横梁、试验件约束端螺栓、加载作动筒、加载作动筒传力件、试验件、试验件加载端螺栓、应变片组成。反配重钢丝绳系统、加载作动筒左右对称布置安装。图3是试验件示意图。试验件为一单传力构件，且其中截面是直径为D的圆截面金属试验件，试验件中截面上沿轴向粘贴8个应力片。钢丝绳摩擦系数的试验装置和估算方法，包括以下步骤：步骤一、根据静力试验测量要求，按照5％P载荷级差从0％P到100％P逐级加载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值εijk,i＝1,2,......,M,j＝(N-1)×5,k＝1,2,3，再按照5％P载荷级差从100％P到0％P逐级卸载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值ε`ijk,，其中，i为应变片13编号，j为载荷级数，k为重复测量次数，M为应变片个数，N＝1,2，......21，P为试验件10设计载荷；步骤二、步骤一重复测量3次并计算3次加载过程中95％P载荷级时各应变片13的平均值和3次卸载过程中95％P载荷级时各应变片13的平均值其中，εi95k为加载过程中载荷级数为95时应变测量值，ε`i95k为卸载过程中载荷级数为95时应变测量值；步骤三、计算反配重钢丝绳4引起的摩擦力F，其中，E为试验件10拉伸弹性模量,D为试验件10中间段圆截面的直径，步骤四、计算反配重钢丝绳的摩擦系数f，其中，M为导向滑轮个数,G为配重块重量。。实施例下面以某一具体实例对本专利技术做进一步详细说明。钢丝绳摩擦系数的试验装置和估算方法，包括以下步骤：已知：直径为D＝50mm，应变片个数M＝8，试验件弹性模量E＝70560MPa，试验件设计载荷P＝500000N，导向滑轮个数M＝4(见图3)，配重块重量G＝8000N。步骤一、根据静力试验测量要求，按照25000N载荷级差从0N到500000N逐级加载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值εijk，再按照25000N载荷级差从500000N到0N逐级卸载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值ε`ijk；步骤二、重复测量3次，3次加载、3次卸载过程中95％P载荷级时各应变片测量结果见表1。计算3次加载过程中95％P载荷级时各应变片的平均值和3次卸载过程中95％P载荷级时各应变片的平均值经计算，表1测量1号应变2号应变3号应变4号应变5号应变6号应变7号应变8号应变第1次加载339332853434353532813358332833本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钢丝绳摩擦力的试验装置，包括配重块(1)、手动葫芦(2)、导向滑轮(3)、钢丝绳(4)、加载横梁(11)、加载作动筒(8)、加载作动筒传力件(9)、试验件(10)、应变片(13)；其特征在于：所述试验装置安装在试验台架横梁(6)下，试验件(10)上端与试验台架横梁(6)固定，试验件(10)下端与加载横梁(11)连接，加载横梁(11)两端左右对称安装反配重钢丝绳系统及加载作动筒(8)，在试验件(10)中间段的横截面上沿轴向粘贴4个以上应变片(13)。

【技术特征摘要】
1.钢丝绳摩擦力的试验装置，包括配重块(1)、手动葫芦(2)、导向滑轮(3)、钢丝绳(4)、加载横梁(11)、加载作动筒(8)、加载作动筒传力件(9)、试验件(10)、应变片(13)；其特征在于：所述试验装置安装在试验台架横梁(6)下，试验件(10)上端与试验台架横梁(6)固定，试验件(10)下端与加载横梁(11)连接，加载横梁(11)两端左右对称安装反配重钢丝绳系统及加载作动筒(8)，在试验件(10)中间段的横截面上沿轴向粘贴4个以上应变片(13)。2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述反配重钢丝绳系统包括由钢丝绳(4)依次连接的配重块(1)、手动葫芦(2)、导向滑轮(3)组成；所述反配重钢丝绳系统一端为配重块(1)，另一端通过钢丝绳(4)连接加载横梁(11)的一端。3.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于：试验件(10)为一单传力金属构件。4.如权利要求3所述的试验装置，其特征在于：试验件(10)中间段的横截面为圆截面。5.如权利要求4所述的试验装置，其特征在于：试验件(10)中间段的横截面粘贴8个应变片(13)。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟新康，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61