ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОДКРЕПЛЕННОЙ ПАНЕЛИ Советский патент 2006 года по МПК G01N3/08 

Предлагаемое изобретение относится к области испытаний летательных аппаратов на прочность, в частности к испытаниям крыльевых и фюзеляжных панелей на устойчивость и несущую способность.

Известен способ испытаний подкрепленных панелей, заключающийся в том, что исследуемую панель включают в систему трехпролетной панели, помещая между вспомогательными панелями, и нагружают продольной сжимающей нагрузкой (см. Техника Воздушного флота, №1, 1986. стр. 70-73 - прототип).

Недостатком известного способа является то, что реализуемое в нем торцевое опирание влияет на граничные условия опирания испытываемой панели, не позволяя точно воспроизводить условия шарнирного опирания и нагружения панели, имеющие место в реальных условиях работы конструкции.

Известен образец для испытания подкрепленных панелей конструкций летательных аппаратов, состоящий из двух параллельных неразрезных трехпролетных панелей с зачетной средней панелью, связанных двумя парами крайних и промежуточных нервюр, и двух лонжеронных стенок, соединенных с нервюрами (см. ТВФ, №1, 1986, стр. 70-73 - прототип).

Недостатком известного образца является торцевое опирание панели при нагружении на испытательной установке. Торцевое опирание при нагружении препятствует свободному повороту торцевой части панели при потере устойчивости панели; при этом не воспроизводятся условия опирания панели в реальной конструкции крыла и фюзеляжа из-за появления дополнительных изгибающих моментов на панели.

Целью предлагаемого технического решения является повышение точности воспроизведения условий нагружении.

Указанная цель достигается тем, что опорные узлы выполняют шарнирными.

На концах одной трехпролетной панели, содержащей зачетную панель, выполнены опорные узлы, пара крайних нервюр короче пары промежуточных, опорный узел выполнен в виде ножевого шарнира, состоящего из внешней обоймы с пазом под клин, в который входит клинообразный выступ внутренней обоймы, неподвижно одетой на панель. Внешняя обойма прикреплена к крайней нервюре. Кромка ножевого шарнира совпадает с линией пересечения плоскости, проходящей параллельно обшивке через линию центров тяжести поперечных сечений и срединной плоскости крайней нервюры.

В предложенном способе и устройстве приводится объединение двух признаков - расположение зачетной панели между вспомогательными панелями и введение шарнирного опирания по торцам трехпролетной панели. Помимо суммирования частных эффектов, получен новый сверхсуммарный эффект - возможность воспроизведения взаимовлияния и совместной работы исследуемой панели с соседними панелями и с нервюрами в реальной конструкции. Таким образом, предлагаемые технические решения соответствуют критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлены схемы нагружения панели по известному (фиг.1а) и предлагаемому (фиг.1б) способу.

На фиг.2 представлен предлагаемый образец.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (фиг.1а). Испытываемую панель 1а включают в систему трехпролетной панели, помещая между двумя вспомогательными панелями 1в. Через опорные узлы А на панель действуют сжимающим усилием Р. Через промежуточные опоры А' исследуемая панель крепится к нервюрам. Опорные узлы делают шарнирными, критическая нагрузка потери устойчивости исследуемой панели (средний пролет) определяется по формуле

где С - коэффициент опирания;

J - момент инерции;

l - длина панели;

Е - модуль упругости.

По известному способу (фиг.1a) С - экспериментально неопределимо и изменяется от 1 до 1,5. По предлагаемому фиг.1б С=1 что соответствует поведению реальной регулярной панели, работающей в системе крыла и фюзеляжа летательного аппарата.

Образец (фиг.2) состоит из двух параллельных неразрезных трехпролетных панелей 1 и 2, связанных двумя парами нервюр 3 и 4. В панели 1 средний пролет является зачетным. На нервюрах закреплены лонжеронные стенки 5. На концах трехпролетной панели 1 выполнены опорные узлы. Каждый узел выполнен в виде ножевого шарнира, состоящего из внешней обоймы 6 с пазом под клин, в который входит клинообразный выступ внутренней обоймы 7.

Обойма 7 неподвижно одета на торцы панели 1. Внешняя обойма прикреплена к крайней нервюре 4. Кромка ножевого шарнира совпадает с линией пересечения плоскости, проходящей параллельно обшивке через линию центров тяжести поперечных сечений панели 1, со срединной плоскостью крайней нервюры 4. Крайние нервюры 4 короче промежуточных нервюр 3. Внутренняя обойма 7 неподвижно закреплена на панели 1, например, посредством фиксатора 8.

Образец при испытании работает следующим образом. Панель 1 нагружают сжимающим усилием Р. При достижения нагрузкой критического значения панель теряет устойчивость, торцы панели 1 с внутренними обоймами опоры 7 свободно поворачиваются во внешней обойме 6. При этом в отличие от торцевого опирания образца - прототипа, на краях панели 1 не возникают изгибающие моменты, искажающие условия работы панели в реальной конструкции.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения критической нагрузки с 30% до 6%.

Образец для испытаний на прочность подкрепленной панели состоит из двух параллельных неразрезных трехпролетных панелей с одной зачетной серединной панелью, связанных двумя парами нервюр, парой крайних нервюр и парой промежуточных, и двух лонжеронных стенок, соединенных с нервюрами. На концах одной трехпролетной панели, содержащей зачетную панель, выполнены опорные узлы. Пара крайних нервюр короче пары промежуточных. Опорный узел выполнен в виде ножевого шарнира, состоящего из внешней обоймы с пазом под клин, в который входит клинообразный выступ внутренней обоймы, неподвижно одетой на панель. Внешняя обойма прикреплена к крайней нервюре. Кромка ножевого шарнира совпадает с линией пересечения плоскости, проходящей параллельно обшивке через линию центров тяжести поперечных сечений панели, с серединной плоскостью крайней нервюры. Технический результат - повышение точности воспроизведения условий нагружения. 2 ил.

Образец для испытания подкрепленной панели, состоящий из двух параллельных неразрезных трехпролетных панелей, двух крайних и двух средних нервюр, связывающих панели между собой и двух лонжеронных стенок, закрепленных на нервюрах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытания, он снабжен опорными шарнирными узлами, внешние обоймы которых закреплены на соответствующих крайних нервюрах, а внутренние на концах одной из неразрезных трехпролетных панелей, при этом ось шарнира лежит на линии пересечения серединной плоскости соответствующей крайней нервюры с плоскостью, проходящей параллельно обшивке через линию центров тяжести поперечных сечений панели.