一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验技术领域，尤其涉及一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置及方法，疲劳试验装置，包括1#扭矩液压缸、2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸、4#扭矩液压缸、5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸、旋翼模拟件、试验件、基座、机匣假件，1#扭矩液压缸、4#扭矩液压缸分别对两个桨叶模拟件施加同方向的水平扭矩载荷；2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸向浆榖模拟件施加水平的侧向力载荷；5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸分别向四个桨叶模拟件施加垂直方向的载荷。向的载荷。向的载荷。

【技术实现步骤摘要】
一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验
，尤其涉及一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置及方法。

技术介绍

[0002]直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓为直升机重要的传动部件，也是直升机性能的安全保障单元，其作用是将螺旋桨与主旋翼轴连接并紧固。直升机启动时，将动力通过主旋翼轴、桨毂连接螺栓传递至螺旋桨，螺旋桨通过旋转最终形成升力，桨毂连接螺栓性能是保证直升机安全性的关键，所以桨毂连接螺栓性能需要通过试验进行充分验证才能满足装机要求。传统试验方法，是将桨毂连接螺栓、螺旋桨安装至试验器的转动轴进行旋转试验，此种试验方法虽能满足螺栓基本性能验证，但无法满足桨毂连接螺栓单项重载、复杂工况及加速等效试验的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的：提供一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验方法，可以对桨毂连接螺栓施加升力、弯矩、侧向力及扭矩，可满足单项重载、复杂工况及加速等效试验的要求。
[0004]本专利技术的技术方案：
[0005]一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置，包括1#扭矩液压缸、2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸、4#扭矩液压缸、5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸、旋翼模拟件、试验件、基座、机匣假件，所述的机匣假件设置在基座上，所述的旋翼模拟件连接在机匣假件顶部，并通过试验件连接固定，所述的旋翼模拟件包括浆榖模拟件和连接在浆榖模拟件边缘的四个均匀分布的桨叶模拟件，1#扭矩液压缸、4#扭矩液压缸分别连接在两个相对的桨叶模拟件上，且分别对两个桨叶模拟件施加同方向的水平扭矩载荷；2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸连接在浆榖模拟件上，且2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸位于同一桨叶模拟件两侧，2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸向浆榖模拟件施加水平的侧向力载荷；所述的5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸分别设置在四个桨叶模拟件底部，分别向四个桨叶模拟件施加垂直方向的载荷。
[0006]进一步，1#扭矩液压缸、2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸、4#扭矩液压缸以及四个桨叶模拟件位于直角坐标系中的OXY平面上；所述的5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸位于直角坐标系中的Z方向上，与OXY平面垂直。
[0007]进一步，所述的试验件为模拟连接螺旋桨与主旋翼轴的连接螺栓。
[0008]疲劳试验装置的静载疲劳试验方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：计算1#扭矩液压缸、4#扭矩液压缸向旋翼模拟件施加扭矩载荷，以及计算5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸向旋翼模拟件施加升力及弯矩载荷；
[0010]步骤2：根据步骤1的计算结果，绘制试验载荷谱；
[0011]步骤3：编辑载荷谱，将载荷谱输入控制系统，控制系统控制1#扭矩液压缸、4#扭矩液压缸向旋翼模拟件施加扭矩载荷，同时，控制5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸向旋翼模拟件施加升力及弯矩载荷；从而实现对试验件的载荷施加，进行三次载荷施加，每两次载荷施加保持一定的时间间隔。
[0012]疲劳试验装置的动载疲劳试验方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1：计算1#扭矩液压缸、4#扭矩液压缸向旋翼模拟件施加扭矩载荷，计算2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸向旋翼模拟件施加侧向力载荷，以及计算5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸向旋翼模拟件施加升力及弯矩载荷；
[0014]步骤2：根据步骤1的计算结果，绘制试验载荷谱；
[0015]步骤3：编辑载荷谱，将载荷谱输入控制系统，控制系统控制1#扭矩液压缸、4#扭矩液压缸向旋翼模拟件施加扭矩载荷，控制2#侧向力液压缸、3#侧向力液压缸向旋翼模拟件施加侧向力载荷，以及控制5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸向旋翼模拟件施加升力及弯矩载荷；对从对试验件进行扭矩、侧向力、升力及弯矩的系统性协调加载。
[0016]进一步，通过以下公式计算1#扭矩液压缸载荷和4#扭矩液压缸载荷；
[0017]1#扭矩液压缸载荷G1：G1＝N1；
[0018]4#扭矩液压缸载荷G4：G4＝N2，其中N1、N2为扭矩载荷常数。
[0019]进一步，通过以下公式计算5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸向旋翼模拟件施加升力及弯矩载荷；
[0020]5#升力液压缸载荷G5：G5＝S+W
×
sinα；
[0021]6#升力液压缸载荷G6：G6＝S+W
×
cosα；
[0022]7#升力液压缸载荷G7：G7＝S
‑
W
×
sinα；
[0023]8#升力液压缸载荷G8：G8＝S
‑
W
×
cosα；
[0024]则，施加的升力载荷的总和为G5～G8的总和，即4倍S；
[0025]施加的弯矩载荷的总和为5#升力液压缸、7#升力液压缸施加载荷的差值与力臂L的乘积，或6#升力液压缸、8#升力液压缸施加载荷的差值与力臂的乘积；即(G5‑
G7)
×
L或(G6‑
G8)
×
L，其中，力臂L是四个升力液压缸与四个桨叶模拟件底部的连接处到旋翼模拟件中心的距离；
[0026]其中，α为相位角，在0～360
°
范围内变化，S为升力载荷常数，W为弯矩载荷常数。
[0027]进一步，通过以下公式计算1#扭矩液压缸载荷和4#扭矩液压缸载荷；
[0028]1#扭矩液压缸载荷G1：G1＝N1；
[0029]4#扭矩液压缸载荷G4：G4＝N2，其中N1、N2为扭矩载荷常数。
[0030]进一步，通过以下公式计算5#升力液压缸、6#升力液压缸、7#升力液压缸、8#升力液压缸向旋翼模拟件施加升力及弯矩载荷；
[0031]5#升力液压缸载荷G5：G5＝S+W
×
sinα；
[0032]6#升力液压缸载荷G6：G6＝S+W
×
cosα；
[0033]7#升力液压缸载荷G7：G7＝S
‑
W
×
sinα；
[0034]8#升力液压缸载荷G8：G8＝S
‑
W
×
cosα；
[0035]则，施加的升力载荷的总和为G5～G8的总和，即4倍S；
[0036]施加的弯矩载荷的总和为5#升力液压缸、7#升力液压缸施加载荷的差值与力臂L的乘积，或6#升力液压缸、8#升力液压缸施加载荷的差值与力臂的乘积；即(G5‑
G7)
×
L或(G6‑
G8)
×
L，其中，力臂L是四个升力液压缸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置，其特征在于：包括1#扭矩液压缸(1)、2#侧向力液压缸(2)、3#侧向力液压缸(3)、4#扭矩液压缸(4)、5#升力液压缸(5)、6#升力液压缸(6)、7#升力液压缸(7)、8#升力液压缸(8)、旋翼模拟件(9)、试验件(10)、基座(11)、机匣假件(12)，所述的机匣假件(12)设置在基座(11)上，所述的旋翼模拟件(9)连接在机匣假件(12)顶部，并通过试验件(10)连接固定，所述的旋翼模拟件(9)包括浆榖模拟件和连接在浆榖模拟件边缘的四个均匀分布的桨叶模拟件，1#扭矩液压缸(1)、4#扭矩液压缸(4)分别连接在两个相对的桨叶模拟件上，且分别对两个桨叶模拟件施加同方向的水平扭矩载荷；2#侧向力液压缸(2)、3#侧向力液压缸(3)连接在浆榖模拟件上，且2#侧向力液压缸(2)、3#侧向力液压缸(3)位于同一桨叶模拟件两侧，2#侧向力液压缸(2)、3#侧向力液压缸(3)向浆榖模拟件施加水平的侧向力载荷；所述的5#升力液压缸(5)、6#升力液压缸(6)、7#升力液压缸(7)、8#升力液压缸(8)分别设置在四个桨叶模拟件底部，分别向四个桨叶模拟件施加垂直方向的载荷。2.根据权利要求1所述的一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置，其特征在于：1#扭矩液压缸(1)、2#侧向力液压缸(2)、3#侧向力液压缸(3)、4#扭矩液压缸(4)以及四个桨叶模拟件位于直角坐标系中的OXY平面上；所述的5#升力液压缸(5)、6#升力液压缸(6)、7#升力液压缸(7)、8#升力液压缸(8)位于直角坐标系中的Z方向上，与OXY平面垂直。3.根据权利要求1所述的一种直升机主旋翼轴桨毂连接螺栓的疲劳试验装置，其特征在于：所述的试验件(10)为模拟连接螺旋桨与主旋翼轴的连接螺栓。4.根据权利要求1
‑
3任一所述疲劳试验装置的静载疲劳试验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：计算1#扭矩液压缸(1)、4#扭矩液压缸(4)向旋翼模拟件(9) 施加扭矩载荷，以及计算5#升力液压缸(5)、6#升力液压缸(6)、7#升力液压缸(7)、8#升力液压缸(8)向旋翼模拟件(9)施加升力及弯矩载荷；步骤2：根据步骤1的计算结果，绘制试验载荷谱；步骤3：编辑载荷谱，将载荷谱输入控制系统，控制系统控制1#扭矩液压缸(1)、4#扭矩液压缸(4)向旋翼模拟件(9)施加扭矩载荷，同时，控制5#升力液压缸(5)、6#升力液压缸(6)、7#升力液压缸(7)、8#升力液压缸(8)向旋翼模拟件(9)施加升力及弯矩载荷；从而实现对试验件(10)的载荷施加，进行三次载荷施加，每两次载荷施加保持一定的时间间隔。5.根据权利要求1
‑
3任一所述疲劳试验装置的动载疲劳试验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：计算1#扭矩液压缸(1)、4#扭矩液压缸(4)向旋翼模拟件(9)施加扭矩载荷，计算2#侧向力液压缸(2)、3#侧向力液压缸(3)向旋翼模拟件(9)施加侧向力载荷，以及计算5#升力液压缸(5)、6#升力液压缸(6)、7#升力液压缸(7)、8#升力液压缸(8)向旋翼模拟件(9)施加升力及弯矩载荷；步骤2：根据步骤1的计算结果，绘制试验载荷谱；步骤3：编辑载荷谱，将载荷谱输入控制系统，控制系统控制1#扭矩液压缸(1)、4#扭矩液压缸(4)向旋翼模拟件(9)施加扭矩载荷，控制2#侧向力液压缸(2)、3#侧向力液压缸(3)向旋翼模拟件(9)施加侧向力载荷，以及控制5#升力液压缸(5)、6#升力液压缸(6)、7#升力液压缸(7)、8#升力液压缸(8)向旋翼模拟件(9)施加升力及弯矩载荷；对从对试验件(10)进
行扭矩、侧向力、升力及弯矩的系统性协调加载。6.根据权利要求4所述疲劳试验装置的静载疲劳试...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛景雷，王海波，赵国峰，夏丰年，宁朝辉，李爽，赵吉顺，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：