Способ испытаний образца элементов авиационных конструкций и устройство для приложения нагрузки

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 М 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

0 (21) 4835919/23 (22) 12.06.90 (46) 07.12.92. Бюл. N 45 (71) Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е.Жуковского (72) Г.Г.Заверюха и Г,В.Лилеев (56) Дворкин Я.Л. Исследование влияния высокочастотных нагрузок малых амплитуд на усталостную прочностьавиаматериалов при их повторно-статическом нагружении. Автореферат диссертации. Новосибирский электротехнический ин-т. 1974.

Марин Н.И. Статическая выносливость элементов авиационных конструкций. М.:

Машиностроение, 1968, с, 40, рис, 28. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦА ЭЛЕМЕНТОВ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ (57) 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, Ы 1779965 А1 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 заключена 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 способ испытаний образца С элементов авиационных конструкций, за- (Л ключающийся 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

1779965

10

20

35

50 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 нагружение.

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 испытательной машины 1, нагружают переменным растягивающим усилием Р1от электрогидравлического силовозбудителя 3.

Одновременно силовозбудителем 4 и узлом для приложения поперечной нагрузки 5 осуществляют переменное изгибающее нагружение образца посредством пары параллельных поперечных усилий по линиям контакта двух пар роликов и образца симметрично относительно поперечной оси концентратора, обеспечивая чистый изгиб образца между линиями контакта. Управление нагружающими силовозбудителями осуществляют независимо. Управление электрогидравлической системой, нагружающей образец в продольном направлении, осуществляют по силе, а управление системой, нагружающей образец в поперечном направлении осуществляют по перемещению, Способ не требует дополнительных решений для нейтрализации боковых усилий, поперечного нагру>кающего устройства на шток продольного нагружающего устройства, так как используют электрогидравлический силовозбудитель с гидроподшипниками, допускающими в работе на шток боковые нагрузки О = 0,1Р, где Р— максимальные усилия гидропривода на растяжение.

Устройство для приложения нагрузки 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 расположены 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 взаимного положения обойм 8 в соответствии с толщиной образца 6 могут быть использованы известные средства, например клинья 12.

Устройство работает следующим образом.

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

17799б5 ее роликами и противоположную сторону образца. Ленты 6 обезвешивают устройство и не препятствуют перемещениям корпуса в поперечном направлении, создают устойчивость и стабильность колебаний. Сферические 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, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью приближения условий нагружения к натурным за счет обеспечения акустического нагружения в апоперечном направлении, нагрузку с частотой акустического нагружения прикладывают посредством пары параллельных поперечных усилий по разные стороны от .

5 концентратора.

2. Устройство для приложения нагрузки при испытании образца элементов авиационных конструкций, содержащее обоймы с цилиндрическими опорными поверхностя10 ми, связанные с образцом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что. с целью приближения условий нагружения к натурным за счет обеспечения акустического нагружения в поперечном направлении, оно снабжено корпусом с вкла15 дышами со сферической опорной поверхностью под установленные в нем обоймы и прорезями под образец и двумя силовыми лентами, расположенными параллельно между собой, и прорезям под об20 разец, для крепления корпуса с обоймами к верхней траверсе испытательной машины, при этом обоймы имеют полусферическую форму, сферическими поверхностями сопряжены со сферическими поверхностями

25 вкладышей и снабжены опорными роликами, установленными с возможностью взаимодействия с образцом. т

/" i/ О/ /

1779965

Составитель Г,Заверюха

Техред М.Моргентал Корректор 3.Салко

Редактор Л.Волкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4431 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5