[发明专利]一种测试螺旋桨叶疲劳性能的试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试螺旋桨叶疲劳性能的试验系统，属于试验测试技术领域。

背景技术

工程结构在使用过程中，都承受着交变载荷，会发生疲劳破坏，为保障其安全性，需要测试其疲劳性能，经多年技术发展，业已形成完善的疲劳性能测试标准；但是，飞机螺旋桨叶在实际工作过程中受载复杂，在高速旋转中桨叶承受着很大的离心力和气动拉力，在飞行中，因桨叶旋转面与飞行方向不垂直而导致交变力矩以及振动载荷作用在桨叶上，因此，必须模拟螺旋桨复杂载荷条件，测试其疲劳性能，用于评估疲劳寿命，然而，常规的疲劳试验机只能进行简单试样的轴向拉伸/压缩或旋转弯曲疲劳试验，对于既有轴向离心力又有交变横向载荷的螺旋桨叶结构件，尚缺乏有效的疲劳性能试验系统。为此，本发明将螺旋桨叶试件、夹具、静载加载机构、振动台、应变片和动态应变仪集成为测试螺旋桨叶疲劳性能的试验系统，测试结果对于结构疲劳寿命评定具有重要的工程应用价值。

发明内容

1、目的：本发明的目的在于提供一种测试螺旋桨叶疲劳性能的试验系统，以用于飞机螺旋桨结构的疲劳性能测试。

2、技术方案：本发明一种测试螺旋桨叶疲劳性能的试验系统，由螺旋桨叶试件、夹具、静载加载机构、振动台、应变片和动态应变仪组成。它们之间的位置连接关系如下：4个螺旋桨叶试件的根部通过螺栓与夹具连接，左右各设置2个螺旋桨叶试件；在螺旋桨叶试件尖部打孔，以安装静载加载机构，每边的2个螺旋桨叶试件通过尖部的静载加载机构连接在一起；整个螺旋桨叶试件及夹具一体通过振动台的丝杠连接于振动台的动圈上；在螺旋桨叶试件的相应位置上粘贴应变片；动态应变仪与应变片连接。

所述的螺旋桨叶试件为螺旋桨叶疲劳试件，该试件具体形状和尺寸根据实际的飞机螺旋桨进行设计，两端的夹持部位有孔，通过螺栓与夹具连接。

所述的夹具是由圆柱及开有孔洞的夹板组合而成，用以安装和夹持螺旋桨叶试件，需根据螺旋桨叶试件夹持端的形状和尺寸以及螺旋桨叶试件加载时的变形量进行设计和制造。

所述的静载加载机构是由4块型面夹板、加载螺杆和相应的螺栓、螺母组成，以对螺旋桨叶试件施加静载，其中型面夹板的一面为平面，另一面应紧密贴合螺旋桨叶试件的表面。

所述的振动台是用以对螺旋桨叶试件施加振动载荷的振动试验台，可以对所施加的载荷大小和频率进行控制，可以是常规的电磁振动台或自制振动台。

所述的应变片是一种用于测量应变的片状元件，能将构件上应变的变化转换为电阻变化，通常粘贴在试件表面，可以是常规的电阻应变片。

所述的动态应变仪是一种与应变片连接用于测量试样应变的仪器，能够实时测量试样的动态应变，可以是常规的动态电阻应变仪或自动动态电阻应变仪。

所有装置根据试验要求连接和调试完毕后，便可根据具体试验要求完成螺旋桨叶疲劳试验。该套系统有效解决了螺旋桨叶疲劳性能的试验测试问题。

3、优点及功效：本发明的有益效果是可以完成螺旋桨叶疲劳性能的试验测试，而且能同时进行4件螺旋桨叶试件的疲劳试验，该系统具有操作方便、测量精度高和效率高的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是螺旋桨叶试件示意图。

图2是夹具示意图。

图3是静载加载机构示意图。

图4是振动台示意图。

图4中：1.螺母，2.垫片，3.丝杠，4.动圈，5.振动台底座。

图5是螺旋桨叶疲劳性能试验测试系统结构图。

图5中：6.应变片，7.螺旋桨叶试件，8.夹具，9.静载加载机构，10.振动台。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图5说明本发明的具体实施方式。本发明一种测试螺旋桨叶疲劳性能的试验系统，由螺旋桨叶试件7、夹具8、静载加载机构9、振动台10、应变片6和动态应变仪组成。在图5中，4个螺旋桨叶试件7的根部通过螺栓安装在夹具8上，左右各2个螺旋桨叶试件7；每边的上下两个螺旋桨叶试件7的尖部通过静载加载机构9连接在一起；夹具8安装在振动台10的丝杠3上；在螺旋桨叶试件7的相应位置上粘贴应变片6；动态应变仪与应变片6连接。以上设备和装置集成对接后，便组成了飞机螺旋桨疲劳性能试验测试系统。

图1具体给出了一种测试螺旋桨叶疲劳性能的试件，在螺旋桨叶试件7根部的夹持部位设计了紧固孔，能起到夹持和定位作用，螺旋桨试件7尖部的孔用于安装静载加载机构9。夹具8如图2所示，安装在振动台10的丝杠3上并与4个螺旋桨叶试件的根部连接，它起到夹持螺旋桨叶试件和传递载荷的作用，由于飞机螺旋桨在工作中一面为拉应力另一面为压应力，因此在安装螺旋桨叶试件的时候应使拉应力的一面朝外，压应力的一面朝里。静载加载机构9如图3所示，它由4块型面夹板、加载螺杆和相应的螺栓、螺母组成，两块型面夹板通过螺栓将螺旋桨叶试件尖部夹紧，加载螺杆穿过上下两边的型面夹板和螺旋桨叶试件尖部中间的孔，通过拧紧加载螺杆两端的螺母调整螺旋桨叶试件尖部的张口大小，实现对螺旋桨叶试件施加静载。在螺旋桨叶试件上的相应位置粘贴应变片6，动态应变仪与应变片6相连，以读取实时应变，根据应变与载荷的对应关系，可以通过应变计算出螺旋桨叶试件所受载荷的大小。所有装置根据试验要求连接和调试完毕后，便可根据具体试验要求完成飞机螺旋桨疲劳性能测试试验。图4是振动台示意图，该振动台10是由.螺母1，垫片2，丝杠3，动圈4，振动台底座5组成。