RU2052787C1

RU2052787C1 - Bed for dynamic testing of beam-type constructions of propeller of flying vehicles

Info

Publication number: RU2052787C1
Authority: RU
Inventors: П.С. Шелковников
Original assignee: Московский вертолетный завод им.М.Л.Миля
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1996-01-20

Abstract

FIELD: fatique testing. SUBSTANCE: specimen of construction tested is loaded simultaneously by bending moment and torque and statical stretching load; ends of the specimen are fixed at the first and the second gripping units. The first gripping unit is connected with bed through the first hinge, which has axis to be perpendicular to preset plane of bending of the specimen. The other gripping unit is fixed onto the case of the third hinge, which has collet to be fastened to the case of the second hinge. Axis of the second hinge is perpendicular to preset plane of bending of the specimen and connected with unit for statical stretching of the sample by means of rope assembly. Axis of rotation of the third hinge is perpendicular to axis of rotation of the second hinge. Variable bending load is generated by vibration exciter, which is mounted onto the case of the second hinge. Variable bending load is generated by vibration exciter, which is mounted onto the case of the second hinge. Lever provided with weight adjusted at its end, is mounted onto the case of the third hinge in pependicular to its collet and plane of bending of the specimen. The specimen is loaded with variable torque due to vibrations of lever provided with weight. EFFECT: improved truth of results of testing. 5 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания элементов несущей системы вертолета балочного типа на усталость. The invention relates to testing equipment, and in particular, to stands for testing the elements of the carrier system of a beam type helicopter for fatigue.

Известен стенд для определения усталостной прочности образцов лонжеронов вертолетов, принятый за прототип, в котором на одной стойке станины установлен первый шарнирный узел для крепления одного конца образца, а на другой стойке станины установлено устройство для статического осевого растяжения образца, включающее тросовую систему с блоками, один из которых соединен с корпусом второго шарнирного узла, к ступице которого крепится свободный конец образца. Второй блок тросовой системы связан с регулировочным винтом устройства для осевого растяжения образца. Оси обоих шарниров перпендикулярны заданной плоскости знакопеременного изгиба образца. На корпусе второго шарнирного узла установлен вибровозбудитель. A known bench for determining the fatigue strength of helicopter spar samples adopted for the prototype, in which on one stand of the bed is installed the first hinge unit for fastening one end of the sample, and on the other rack of the bed is installed a device for static axial tension of the sample, including a cable system with blocks, one of which is connected to the housing of the second hinge assembly, to the hub of which the free end of the sample is attached. The second block of the cable system is connected with the adjusting screw of the device for axial tension of the sample. The axes of both hinges are perpendicular to a given plane of alternating bending of the sample. A vibration exciter is mounted on the housing of the second hinge assembly.

Недостаток стенда отсутствие возможности одновременного нагружения образца и крутящим моментом относительно его продольной оси. Известно, что в реальных условиях эксплуатации лопасти несущего и рулевого винтов вертолета, помимо изгиба, подвергаются еще и кручению. The disadvantage of the stand is the lack of the possibility of simultaneous loading of the sample and torque relative to its longitudinal axis. It is known that, in real operating conditions, the rotor and tail rotor blades of a helicopter, in addition to bending, also undergo torsion.

Цель изобретения повышение точности испытаний путем приближения условий нагружения к эксплуатационным благодаря нагружению образца одновременно переменными изгибающим и крутящим моментами. The purpose of the invention is to increase the accuracy of tests by approximating loading conditions to operational ones due to loading the sample with simultaneously varying bending and torque moments.

Предлагаемый стенд для динамических испытаний конструкций балочного типа воздушного винта летательного аппарата, содержащий станину, первое зажимное приспособление для консольного крепления одного конца образца, установленное на станине с помощью шарнира, ось которого перпендикулярна заданной плоскости изгиба образца, устройство для статического растяжения образца, второй шарнир, ось которого перпендикулярна заданной плоскости изгиба образца, а цапфа соединена с устройством для статического растяжения с помощью тросовой системы, второе зажимное приспособление, предназначенное для крепления свободного конца образца, и вибровозбудитель, установленный на корпусе второго шарнира, снабжен третьим шарниром, цапфа которого закреплена на корпусе второго шарнира перпендикулярно его цапфе, и рычагом с регулируемой массой на конце, закрепленным на корпусе третьего шарнира перпендикулярно его цапфе и перпендикулярно плоскости изгиба образца, а второе зажимное приспособление закреплено на корпусе третьего шарнира. The proposed stand for dynamic testing of the beam-type propeller structures of an aircraft, comprising a bed, a first clamping device for cantileverly mounting one end of the sample mounted on the bed with a hinge, the axis of which is perpendicular to a given plane of bending of the sample, a device for static tension of the sample, the second hinge, whose axis is perpendicular to a given plane of bending of the sample, and the pin is connected to a device for static tension using a cable system, the second clamping device, intended for fastening the free end of the sample, and the vibration exciter mounted on the body of the second hinge, is equipped with a third hinge, the pin of which is mounted on the body of the second hinge perpendicular to its pin, and a lever with adjustable weight at the end, mounted on the body of the third hinge perpendicular to it trunnion and perpendicular to the plane of bending of the sample, and the second clamping device is mounted on the housing of the third hinge.

Введение в узел соединения свободного конца образца с тросовой системой устройства статического растяжения кроме поперечного шарнира третьего, осевого шарнира и размещение на его корпусе рычага с регулируемой массой на конце, смещенной относительно продольной оси образца, позволяет получить дополнительно нагружение его кручением. Величина крутящего момента при заданном возбуждении вибратора регулируется путем изменения величины регулируемой массы или смещением массы на рычаге относительно продольной оси образца. The introduction of a static tension device into the junction of the free end of the specimen with the cable system, in addition to the transverse hinge of the third, axial hinge and placing a lever with an adjustable mass on its casing at the end, offset from the longitudinal axis of the specimen, allows additional torsion loading. The magnitude of the torque at a given excitation of the vibrator is controlled by changing the magnitude of the adjustable mass or by shifting the mass on the lever relative to the longitudinal axis of the sample.

На фиг.1 показан стенд, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 вид А на фиг.1; на фиг.4 вид Б на фиг.3; на фиг.5 узел I на фиг.1. Figure 1 shows a stand, a General view; figure 2 is the same, a top view; figure 3 view a in figure 1; in Fig.4 view B in Fig.3; in Fig.5 node I in Fig.1.

Стенд для динамических испытаний конструкций балочного типа воздушного винта летательного аппарата содержит станину 1, на которой на неподвижной опоре 2 установлено с помощью шарнира 3 первое зажимное приспособление 4 для консольного крепления одного конца образца 5. Ось шарнира 3 перпендикулярна заданной плоскости изгиба образца. Второй шарнир 6, ось которого также перпендикулярна заданной плоскости изгиба образца, расположен со стороны свободного конца образца. На его корпусе 7 перпендикулярно его оси 8 закреплена цапфа 9 третьего шарнира 10. Корпус 11 третьего шарнира 10 жестко соединен с корпусом второго зажимного приспособления 12, в котором устанавливается свободный конец образца, и на нем установлен рычаг 13 с регулируемой массой 14 на конце. Рычаг расположен перпендикулярно цапфе 9 и перпендикулярно плоскости изгиба образца для закручивания образца относительно продольной оси. Устройство для статического растяжения образца включает винтовой фиксатор 15 величины
статической осевой нагрузки, рычаг 16 и тросовую систему 17 с блоками 18, которая кинематически связывает рычаг 16 с осью 8 шарнира 6. На корпусе 7 шарнира 6 установлен вибровозбудитель 19, предназначенный для знакопеременного изгиба образца и кручения. Зажимное приспособление 4 представляет собой (фиг.5) клиновое приспособление, состоящее из корпуса 20, имеющего две противоположные скошенные поверхности, в контакт с которыми входят два клина 21, параллельные поверхности которых фиксируют образец в корпусе 20 при нагружении системы осевой статической нагрузкой.The stand for dynamic testing of the beam-type propeller structures of an aircraft contains a frame 1 on which, on a fixed support 2, a first clamping device 4 is mounted using a hinge 3 for cantileverly fastening one end of the sample 5. The axis of the hinge 3 is perpendicular to the specified plane of bending of the sample. The second hinge 6, the axis of which is also perpendicular to a given plane of bending of the sample, is located on the side of the free end of the sample. A trunnion 9 of the third hinge 10 is fixed on its housing 7 perpendicular to its axis 8. The housing 11 of the third hinge 10 is rigidly connected to the housing of the second clamping device 12, in which the free end of the sample is installed, and a lever 13 with an adjustable mass 14 is installed on it. The lever is located perpendicular to the pin 9 and perpendicular to the plane of bending of the sample for twisting the sample relative to the longitudinal axis. The device for static tension of the sample includes a screw clamp 15 magnitude
static axial load, the lever 16 and the cable system 17 with blocks 18, which kinematically connects the lever 16 with the axis 8 of the hinge 6. On the housing 7 of the hinge 6 is mounted vibration exciter 19, designed for alternating bending of the sample and torsion. The clamping device 4 is (Fig. 5) a wedge device consisting of a housing 20 having two opposite beveled surfaces, into contact with which there are two wedges 21, the parallel surfaces of which fix the sample in the housing 20 when the system is loaded with axial static load.

Стенд работает следующим образом. После установки образца в зажимные приспособления 4 и 12 производится нагружение его статической нагрузкой с помощью рычага 16 и тросовой системы 17. Величина заданной статической нагрузки фиксируется винтовым фиксатором 15. Нагружение образца переменным изгибающим моментом осуществляется с помощью вибровозбудителя 19. Образец совершает колебания, форма которых показана на фиг.1 пунктирной линией. Рычаг 13 в месте его крепления к корпусу 11 третьего шарнира 10 имеет амплитуду колебания определенной величины, а свободный конец рычага будет совершать колебания с амплитудой несколько большей. При наличии на свободном конце рычага 13 регулируемой массы 14 амплитуда его возрастает по сравнению с амплитудой шарнира 10, вследствие чего корпус 11 шарнира 10 совершает колебательные движения вокруг продольной оси и нагружает образец крутящим моментом М_кр P · L, где L плечо рычага 13, Р m · g A · f²/250 инерционная сила, создаваемая регулируемой массой 14 m, a f частота колебания.The stand works as follows. After installing the sample in the clamping devices 4 and 12, it is loaded with a static load using the lever 16 and the cable system 17. The value of the specified static load is fixed with a screw clamp 15. The sample is loaded with an alternating bending moment using a vibration exciter 19. The sample vibrates, the shape of which is shown figure 1 by a dashed line. The lever 13 in the place of its attachment to the housing 11 of the third hinge 10 has an oscillation amplitude of a certain magnitude, and the free end of the lever will oscillate with an amplitude slightly larger. If there is an adjustable mass 14 at the free end of the lever 13, its amplitude increases compared to the amplitude of the hinge 10, as a result of which the body 11 of the hinge 10 oscillates around the longitudinal axis and loads the sample with a torque M _cr P · L, where L is the lever arm 13, P m · g A · f ^2/250 inertial force produced by adjustable weight 14 m, af oscillation frequency.

Таким образом, наличие в конструкции стенда регулируемой массы, смещенной относительно продольной оси образца, позволяет при динамических испытаниях проводить одновременное нагружение образца переменным изгибающим и крутящим моментами с помощью одного вибровозбудителя. Благодаря приближению условий нагружения к эксплуатационным повышается точность испытаний, а в конечном счете надежность летательного аппарата. Thus, the presence in the stand structure of an adjustable mass displaced relative to the longitudinal axis of the sample allows dynamic testing to simultaneously load the sample with alternating bending and torque moments using a single vibration exciter. Due to the approximation of loading conditions to operational, the accuracy of tests increases, and ultimately the reliability of the aircraft.

Claims

A STAND FOR DYNAMIC TESTING OF STRUCTURES OF A BEAM TYPE OF AIRCRAFT SCREW OF Aircraft, comprising a bed, a first clamping device for cantileverly fastening one end of the sample, mounted on the bed with a hinge, the axis of which is perpendicular to the specified bending plane of the sample, device for which is perpendicular to a given plane of bending of the sample and connected to the device for stretching using a cable system, the second clamping device, p intended for fastening the second end of the sample, and a vibration exciter mounted on the body of the second hinge, characterized in that it is equipped with a third hinge, the pin of which is mounted on the body of the second hinge perpendicular to its pin, and a lever with adjustable weight at the end, mounted on the body of the third hinge perpendicular its trunnion and perpendicular to the plane of bending of the sample, and the second clamping device is mounted on the body of the third hinge.