一种强度试验加载装置及加载方法制造方法及图纸

一种强度试验加载装置及加载方法，加载装置含有装置本体和力加载结构，其特征在于，所述的力加载结构含有多个加载线圈和多个固定接头，每个加载线圈通过一个固定接头连接在装置本体上，所述的加载线圈与程控电源、电源开关和计算机控制系统电信号连接，在加载试验时，在试验件的表面涂覆有一层磁感漆，通过计算机控制系统控制力加载结构加载线圈的电流大小和方向，从而控制加载线圈对试验件表面磁吸力的大小和方向，实现度强度试验件表面的无接触式受力加载。接触式受力加载。接触式受力加载。

【技术实现步骤摘要】
一种强度试验加载装置及加载方法


[0001]本专利技术属于飞机强度试验领域，具体是一种强度试验加载装置及加载方法。

技术介绍

[0002]飞机强度试验中需要加载的力比较复杂，主要包含气动力、惯性力和推力等。现在普遍使用的方法是在飞机上粘贴胶布带，通过拉杆将胶布带与液压作动筒连接，通过液压系统牵拉胶布带，进而使飞机试验件受力。这种方法存在的问题是：
①
飞机试验件表面积很大，为了模拟的更接近真实力，每个胶布带作为一个独立的受力点，将胶布带分成很小的部分粘贴。粘贴工作量巨大，对粘贴可靠性要求高。
②
胶布带受液压系统牵拉。飞机表面积大，粘贴的胶布带数量庞大，液压系统启动牵拉，从第一个胶布带受力到最后一个胶布带受力，有一定时间差，与飞机真实飞行中的受力状态存在偏差。
③
胶布带只能传递正向拉力，当需要负向压力的时候，需要在飞机内表面粘贴胶布带，通过液压系统拉伸飞机内表面的胶布带来实现飞机表面的压力。试验设备复杂。
④
胶布带只能一次性使用，造成资源浪费，试验成本高。针对以上不足，设计一种实施工艺简单、控制精度高且反应灵敏、能够在正反向力加载方向上灵敏切换、适用于不同形状试验件的非接触式力加载装置有显著的工程试验价值。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种针对飞机结构强度试验用的强度试验加载装置及加载方法，旨在建立一种通过电磁控制来实现飞机试验件加载受力的通用非接触式力加载装置及加载方法。
[0004]一种强度试验加载装置，含有装置本体和力加载结构，其特征在于，所述的力加载结构含有多个加载线圈和多个固定接头，每个加载线圈通过一个固定接头连接在装置本体上，所述的加载线圈与程控电源、电源开关和计算机控制系统电信号连接，在通电情况下加载线圈可以产生磁吸力。
[0005]所述程控电源分为若干个电源单元，每个电源单元与指定的加载线圈对应，加载线圈与对应的电源单元及电源开关构成闭合电路，各个加载线圈之间的电路关系为并联，所述的计算机控制系统控制每个电源单元的电流大小和方向，从而控制加载线圈磁吸力的大小和方向。
[0006]所述的线圈固定接头上设置有伸缩和旋转机构，通过伸缩和旋转机构可以分别控制加载线圈的空间位置。
[0007]本申请还提供一种使用上述强度试验加载装置的加载方法，其特征在于包含以下内容，1)在试验件的表面涂覆有一层磁感漆，该磁感漆可受线圈磁吸力的无接触加载，2)将试验件固定在强度试验加载装置的合适位置，使试验加载装置的加载线圈与试验件表面保持预定距离；3)通过计算机控制系统控制力加载结构加载线圈的电流大小和方向，从而控制加载线圈对试验件表面磁吸力的大小和方向，实现强度试验件表面的无接触式受力加
载。
[0008]本申请的有益效果在于：1)加载装置通过电磁感应产生的磁吸力对试验件表面实现无接触加载，加载装置可实现自动化的精准控制；2)计算机控制系统可以实时控制程控电源单元输送给加载线圈的电流大小和方向，进而实时改变飞机试验件所受的磁吸力，控制精准误差小延时少；3)通过调整线圈固定接头上的伸缩和旋转机构，可以形成一个空间包络区，在包络区域内，可以适应不同的试验件外形，故加载装置的通用性强；4)只需对试验件表面涂覆一层磁感漆涂层即可实现对试验件表面的无接触加载，磁感漆涂层的喷涂工作简单易实现；4)整个试验加载系统由电路控制，相比传统的液压加载系统，可靠性高且反应灵敏，适应性广泛，具有很强的工程实用价值。
[0009]以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述。
附图说明
[0010]图1为强度试验加载装置与试验件平面关系示意图。
[0011]图2为强度试验加载装置与试验件轴侧关系示意图。
[0012]图3为加载线圈的固定接头连接伸缩和旋转机构示意图。
[0013]图4为加载线圈的电路控制原理示意图。
[0014]图中编号说明：1支撑立柱、2上拱形架、3下拱形架、4固定接头、5加载线圈、6试验件、7磁感漆、8伸缩和旋转机构。
具体实施方式
[0015]实施例以对飞机机身等直段试验件进行强度加载试验为例，对本申请的强度试验加载装置及加载方法进一步说明。
[0016]参见附图，本申请的强度试验加载装置，含有装置本体和力加载结构，装置本体要适应飞机机身等直段试验件，因此，装置本体含有两个支撑立柱1和一对方向相反的拱形架，上拱形架2和下拱形架3，两个拱形架连接在两个支撑立柱之间，形成一个环形支架，在拱形架的内侧均匀布置有多个力加载结构，每个力加载结构的导电线圈5通过线圈固定接头4连接在拱形架的内侧。
[0017]所述的力加载结构含有多个加载线圈5和多个固定接头4，每个加载线圈5 通过一个固定接头4连接在装置本体上，所述的加载线圈5与程控电源、电源开关和计算机控制系统电信号连接，在通电情况下加载线圈5可以产生磁吸力，如图4所示。
[0018]实施中，为了控制加载线圈与试验件的相对位置关系，以及控制加载线圈的空间位置，在线圈固定接头上设置有伸缩和旋转机构8，如图3所示，加载线圈5的固定接头4通过一个伸缩和旋转机构与装置本体的上拱形架2连接，因此可以通过伸缩和旋转机构8可以分别控制加载线圈5的空间位置以及加载线圈5与试验件6之间的相对位置。
[0019]使用本申请的强度试验加载装置对飞机机身等直段试验件进行强度加载试验的加载方法，参见图1和图2，首先必须在试验件6的表面涂覆有一层磁感漆7，该磁感漆7可受线圈磁吸力的无接触加载，磁感漆涂层在加载线圈产生的磁场作用下产生安培力，安培力随着加载线圈产生的磁场的大小和方向而变化，即作为试验装置对试验件的加载力；试验时，要将试验件6固定在强度试验加载装置的合适位置，使试验加载装置的加载线圈5与试
验件6表面保持预定距离；通过计算机控制系统控制力加载结构加载线圈5的电流大小和方向，从而控制加载线圈对试验件表面磁吸力的大小和方向，实现度试验件表面的无接触式受力加载。
[0020]实施中，程控电源分为若干个电源单元，每个电源单元与指定的加载线圈一一对应，加载线圈与对应的程控电源单元及电源开关构成闭合电路，各个加载线圈之间的电路关系为并联，互不干扰。计算机控制系统控制每个程控电源单元的电流大小和方向，从而通过加载线圈产生特定方向和大小的磁场。所述的加载线圈5为一定圈数的导电线圈，所有加载线圈5通过线圈固定接头4固定在拱形架上，通过所述伸缩和旋转机构8调整加载线圈5到试验件6表面的距离且确保加载线圈5轴向与试验件6表面垂直，每个加载线圈5在电流作用下能独立产生磁场，磁感应强度方向沿飞机试验件表面法向；所述的拱形架上设置有足够数量的线圈固定接头4的安装预留位置，固定接头4的安装数量可以根据试验需要进行调整，从而针对性地设置加载线圈5数量，达到试验需要的加载点数量要求和位置要求。上述装置本体的支撑立柱1和拱形架的材料刚度应足够大，确保在试验加载中不出现明显变形。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强度试验加载装置，含有装置本体和力加载结构，其特征在于，所述的力加载结构含有多个加载线圈和多个固定接头，每个加载线圈通过一个固定接头连接在装置本体上，所述的加载线圈与程控电源、电源开关和计算机控制系统电信号连接，在通电情况下加载线圈可以产生磁吸力。2.如权利要求1所述的强度试验加载装置，其特征在于，所述程控电源分为若干个电源单元，每个电源单元与指定的加载线圈对应，加载线圈与对应的电源单元及电源开关构成闭合电路，各个加载线圈之间的电路关系为并联，所述的计算机控制系统控制每个电源单元的电流大小和方向，从而控制加载线圈磁吸力的大小和方向。3.如权利要求1或2所述的强度试验加载装置，其特征在于，所述的线圈固定接头上设置有伸缩和旋转机构，通过伸缩和旋转机构可以分别控制加载线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小莉，孙缘，夏卫卫，朱彤，惠晨鹏，赵兵，
申请(专利权)人：中航西飞民用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：