[发明专利]风沙-热环境下无人机复材机翼动特性和损伤检测装备

说明书

风沙‑热环境下无人机复材机翼动特性和损伤检测装备，包括环境模拟机构、激振机构、回转工作台、多点柔性夹具、第一减速器、第一电机、复合材料机翼、自动检测机构和悬吊机构，本发明装置能够模拟不同程度的风环境、热环境、热风环境和风沙环境，通过激光测振仪和超声波探伤仪双重检测准确定位损伤位置和动特性；本发明多点柔性夹具可以实现对复合材料的不损伤夹持，不会因为夹持造成其在夹持位置产生损伤；多点柔性夹具可以使得复合材料机翼跟随回转工作台一起旋转到合适的激振方向，确保振动激励的效果；本发明激振机构可以在不同的振动激励强度下，让待测有损伤的复合材料机翼会产生新的损伤和裂纹，帮助设计人员评价其动特性下降的趋势。

技术领域

本发明属于动特性和损伤检测技术领域，具体涉及风沙-热环境下无人机复材机翼动特性和损伤检测装备。

背景技术

随着军用无人机的不断发展，未来任何战争改变游戏规则的工具必将是无人机。美国使用捕食者无人机攻击在也门和巴基斯坦的基地组织。英国使用无人机装备战斗机中队。以色列军队认为，拥有最好的无人机技术的国家将成为未来战争的赢家。然而，无人机坠落事故也在频繁上演，2001年9月至今，美军无人机共发生400多起重大坠毁事故，该数字和同一时期美军有人驾驶飞机的事故相当。捕食者无人机服役初期，每飞行10万小时发生4.79起事故，收割者无人机每飞行10万小时发生3.17起事故，该事故率远远高于有人驾驶飞机。专家研究认为，无人机存在结构损伤或缺陷是无人机坠毁的重要原因之一。为确保无人机安全执行任务，其装备使用的复合材料机翼的健康状况是无人机设计、质检、技术保障部门首先必须要考虑的问题。

传统动特性和损伤检测装备也不少，如激振器、振动台、超声波探伤仪、涡流探伤仪、射线探伤仪等。但上述仪器和设备使用的检测技术方法单一，功能单一。对于复合材料机翼这种对象来说，传统的损伤检测装备无法满足大尺寸复合材料机翼准确、快速的损伤检测需求；另外，高温环境会使复合材料机翼产生蠕变，这种不可逆的塑性变形会严重的导致复合材料机翼的形状和尺寸发生变化，甚至发生破裂，导致其不可靠、不安全；风沙环境会严重侵蚀复合材料机翼，使其产生裂纹和促使腐蚀疲劳的发展，极大缩短了复合材料机翼的使用寿命，然而，目前上述传统的、单一功能的动特性和损伤检测装备无法满足风沙-热环境下无人机复合材料机翼动特性和损伤检测需求，因此，设计并发明一款可以模拟风沙-热环境且可以在上述复杂环境下实现无人机复材机翼动特性和损伤检测的装备系统就显得尤为重要。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

风沙-热环境下无人机复材机翼动特性和损伤检测装备，包括环境模拟机构，所述环境模拟机构内腔中间板顶部左端设置有激振机构，所述激振机构顶部设置有回转工作台，所述回转工作台一端通过螺栓固定连接多点柔性夹具，所述回转工作台另一端通过联轴器设置第一减速器，所述第一减速器输入端通过联轴器设置有第一电机，所述第一电机固定安装在激振机构顶部，所述多点柔性夹具右端设置有复合材料机翼，所述环境模拟机构中间板顶部设置有自动检测机构，且自动检测机构位于复合材料机翼后端，所述环境模拟机构内腔顶板底部设置有悬吊机构。