Способ испытаний образца элементов авиационных конструкций и устройство для приложения нагрузки Советский патент 1992 года по МПК G01M5/00 

обоймы с цилиндрическими опорными поверхностями, связанными с образцом.

В известном способе обе нагрузки, имитирующие одновременное аэродинамическое и акустическое воздействие, воспроизводят нагружение образца элемента конструкции в продольном направлении, тогда как в эксплуатации элемент конструкции при одновременном аэродинамическом и акустическом воздействии нагружается в продольном и поперечном направлениях: аэродинамическое - продольное, акустическое - поперечное нагру- жение.

В известном устройстве для приложения изгибающей нагрузки характерным недостатком является наличие продольной составляющей, возникающей в зоне контактирующих цилиндрических поверхностей обойм и образца, которую трудно оценить, так как она зависит от величины изгибающей нагрузки и состояния контактирующих поверхностей (коэффициента трения скольжения).

Целью изобретения является приближение условий нагружения образцов элементов авиационных конструкций к натурным за счет обеспечения акустического нагружения в поперечном направлении.

Указанная цель достигается тем, что при продольном нагружении образца с частотой аэродинамического нагружения осуществляется одновременное нагружение образца в поперечном направлении с частотой акустического нагружения посредством пары параллельных поперечных усилий по разные стороны от концентратора.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство снабжено корпусом с вкладышами со сферической опорной поверхностью под установленные в нем обоймы и прорезями под образец и двумя силовыми лентами, расположенными параллельно между собой и прорезями под образец, для крепления корпуса с обоймами к верхней траверсе испытательной машины, при этом обоймы имеют полусферическую форму, сферическими поверхностями сопряжены со сферическими поверхностями вкладышей и снабжены опорными роликами, установленными с возможностью взаимодействия с образцом.

На фиг.1 представлена схема установки для осуществления способа; на фиг.2 - устройство для приложения нагрузки и разрезы А-А и Б-Б.

Установка для осуществления способа (фиг.1) состоит из испытательной машины 1 на усталость с захватами 2 и электрогидравлическим силовозбудителем 3. К стойкам

испытательной машины прикреплен высокочастотный силовозбудитель 4 с узлом приложения поперечной нагрузки 5, подвешенным также ча двух тонких лентах

6 к верхней траверсе испытательной машины.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец 7, закрепленный в захватах 2

0 испытательной машины 1, нагружают переменным растягивающим усилием Pi от электрогидравлического силовозбудителя 3. Одновременно силовозбудителем 4 и узлом для приложения поперечной нагрузки 5 осу5 ществляют переменное изгибающее нагружение образца посредством пары параллельных поперечных усилий по линиям контакта двух пар роликов и образца симметрично относительно поперечной оси

0 концентратора, обеспечивая чистый изгиб образца между линиями контакта. Управление нагружающими силовозбудителями осуществляют независимо. Управление электрогидравлической системой, нагружа5 ющей образец в продольном направлении, осуществляют по силе, а управление системой, нагружающей образец в поперечном направлении осуществляют по перемещению.

0 Способ не требует дополнительных решений для нейтрализации боковых усилий, поперечного нагружающего устройства на шток продольного нагружающего устройства, так как используют электрогидравлический

5 силовозбудитель с гидроподшипниками, допускающими в работе на шток боковые нагрузки Q 0,1Р, где Р - максимальные усилия гидропривода на растяжение.

Уcтpoйcfвo для приложения нагрузки

0 при испытании образца (фиг.2) состоит из пары обойм 8. Каждая обойма имеет сферическую поверхность 8, которой обойма опирается на ответную сферическую поверхность вкладыша 9. Вкладыши 9 рас5 положены в корпусе 10. В корпусе 10 имеются прорези 10 под образец. На плоской стороне обоймы в гнездах расположены ролики 11, причем размер гнезда больше диаметра ролика. Для регулирования

0 взаимного положения обойм 8 в соответствии с толщиной образца 6 могут быть использованы известные средства, например клинья 12.

Устройство работает следующим обра5 зом.

Поперечное усилие от штока силовозбудителя 4 передается на корпус 10, клинья 12, вкладыш 9, обойму 8, ролики 11 и образец 7. При обратном направлении нагружения усилие передается на вторую обойму с

ее роликами и противоположную сторону образца. Ленты 6 обезвешивают устройство и не препятствуют перемещениям корпуса в поперечном направлении, создают устойчивость и стабильность колебаний. Сфери- ческие поверхности способствуют выравниванию усилий на парные ролики обойм. Деформируясь в продольном направлении, поверхность образца свободно прокатывается на роликах.

Способ и устройство позволяют проводить усталостные испытания образцов элементов авиационных конструкций, имитирующих совместное нагружение аэродинамических и акустических нагрузок. Формула изобретения 1. Способ испытаний образца элементов авиационных конструкций, имеющего концентратор напряжения, заключающийся в одновременном приложении к образцу, закрепленному в захватах испытательной машины, продольной нагрузки с частотой аэродинамического нагружения и нагрузки с частотой акустического нагружения, отличающийся тем, что, с целью приближе- ния условий нагружения к натурным за счет обеспечения акустического нагружения в

поперечном направлении, нагрузку с частотой акустического нагружения прикладывают посредством пары параллельных поперечных усилий по разные стороны от концентратора.

2. Устройство для приложения нагрузки при испытании образца элементов авиационных конструкций, содержащее обоймы с цилиндрическими опорными поверхностями, связанные с образцом, отличающее- с я тем, что, с целью приближения условий нагружения к натурным за счет обеспечения акустического нагружения в поперечном направлении, оно снабжено корпусом с вкладышами со сферической опорной поверхностью под установленные в нем обоймы и прорезями под образец и двумя силовыми лентами, расположенными параллельно между собой, и прорезям под образец, для крепления корпуса с обоймами к верхней траверсе испытательной машины, при этом обоймы имеют полусферическую форму, сферическими поверхностями сопряжены со сферическими поверхностями вкладышей и снабжены опорными роликами, установленными с возможностью взаимодействия с образцом.

Изобретение относится к средствам экспериментальных исследований прочности элементов конструкций, в частности для исследования долговечности элементов авиаИзобретения относятся к средствам экспериментальных исследований прочности элементов конструкций, в частности для исследования усталостной долговечности элементов авиационных конструкций при одновременном действии переменных осевых растягивающих и поперечных изгибающих усилий, имитирующих в лабораторных условиях воздействие аэродинамических и акустических нагрузок действующих на элементы авиационных конструкций в эксплуатации. ционных конструкций при одновременном аэродинамическом и акустическом нагружении. Образец 7, закрепленный в захватах 2 испытательной машины 1, нагружают продольным усилием с частотой аэродинамического нагружения и одновременно нагружают в поперечном направлении с частотой акустического нагружения. Поперечное нагружение образца осуществляют посредством пары параллельных поперечных усилий по разные стороны от концентратора. Развязка операций приложения разнонаправленных нагрузок осуществляется при помощи устройства. Устройство состоит из обоймы с опорными роликами. Внешняя поверхность обоймы имеет полусферическую форму, обойма закяючена в корпус с вкладышами со сферическими опорными поверхностями под обойму и прорезями под образец. Корпус подвешен к верхней траверсе испытательной машины на двух лентах 6, расположенных параллельно одна другой и прорезям под образец. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. Известен спо.соб испытаний образца элементов авиационных конструкций, заключающийся в том, что образец, закрепленный в захватах испытательной машины, нагружают в продольном направлении одновременно нагрузкой с частотой аэродинамического нагружения и нагрузкой с частотой акустического нагружения. Известно устройство для приложения нагрузки при испытании образца элементов авиационных конструкций, содержащее XI vl Ю Ю О СЛ

////////////У/

фиг.1

Редактор Л.Волкова

Фиг. 2

Составитель Г.Заверюха

Техред М.МоргенталКорректор З.Салко