[发明专利]一种具有模拟抖振和施加准静态载荷功能的试验装置

说明书

本发明涉及一种具有模拟抖振和施加准静态载荷功能的试验装置，该试验装置为组件，包括台架、悬臂、吊索、配重量、弹性接头、试件夹具、压块、铰接头、激振器和激振杆；通过本发明的试验装置能够完成模拟抖振和施加准静态载荷功能，将动态载荷等效到准静态载荷上，避免了全尺寸疲劳试验同时施加准静态和抖振疲劳载荷庞大而复杂的系统，降低了技术风险，节约了成本，具有明显的经济效益。

技术领域

本发明属于试验领域，具体涉及一种具有模拟抖振和施加准静态载荷功能的试验装置。

背景技术

航空、航天和船舶等重复使用交通工具，设计阶段均要进行疲劳设计和地面疲劳试验。诸如垂尾和舵面等结构的疲劳问题不再是单纯的动态或是常规疲劳，需考虑机动载荷与动态抖振载荷的叠加效应，这对传统的疲劳载荷谱编制方法及试验方法带来挑战。同时在结构动力学设计中需要考虑结构在动态弯曲载荷下的刚度退化问题，也需要对材料进行元件或者部件的刚度退化试验。

对结构同时进行准静态和抖振疲劳载荷，该工程非常庞大且复杂，且载荷间耦合严重，解耦困难，特别是在全尺寸试验中实施尤为困难。将其中一种载荷等效到另外一种载荷上，从全尺寸试验的特点出发，将动态载荷等效到准静态载荷理论上已有比较明确的等效方法，该方法在国际上是比较新颖的方法，需要通过大量的试验验证。目前国内国际上尚未能发现有合适的装置能够在一套装置上完成该验证。

发明内容

本发明的目的：将其中一种载荷等效到另外一种载荷上，从全尺寸试验的特点出发，将动态载荷等效到准静态载荷理论上已有比较明确的等效方法，但该方法需要通过试验验证

本发明的技术方案：一种具有模拟抖振和施加准静态载荷功能的试验装置，该试验装置为组件，包括台架1、悬臂2、吊索3、配重4、弹性接头5、试件夹具6、压块7、铰接头8、激振器9和激振杆10；

台架1具有上、下两层支撑台，悬臂2与上支撑台可拆卸式固定连接，且悬臂2在上支撑台上具有多个固定位置；所述悬臂的两端设置有滑轮11，所述吊索3设置在滑轮的轮槽内，所述吊索一端连接配重4，另一端与弹性接头5联接，所述弹性接头能够连接试件，实现吊索对试件之间的弹性联接；

台架1的上支撑台通过可调节高度的支柱设置在下两层支撑台上；

所述试件夹具能够通过压块压紧固定在下支撑台上；

所述试件夹具能够与激振器9固定连接为一体；

所述铰接头8包括试件夹套12和转架13，所述试件夹套能够夹紧试件成一体结构，试件夹套可转动的设置在转架上，转架上固定有力传感器，力传感器与激振杆10上端刚性连接，激振杆下端能够与激振器9刚性连接；

该试验装置能够实施两种试验，当实施模拟抖振试验时，使用到台架1、悬臂2、吊索3、配重4、弹性接头5、试件夹具6和激振器9；所述试件夹具与激振器9固定连接为一体；所述试件夹具用于夹紧试件；

当施加准静态载荷试验时，使用到台架1、悬臂2、吊索3、配重4、弹性接头5、试件夹具6、压块7、铰接头8、激振器9和激振杆10；所述试件夹具通过压块压紧固定在下支撑台上；所述试件夹具用于夹紧试件一端；所述试件夹套夹紧试件另一端成一体结构，激振杆下端与激振器9刚性连接。

进一步的，所述弹性接头5为橡皮筋或弹簧。

进一步的，所述刚性连接为螺接、卡接或焊接。

进一步的，当实施模拟抖振试验时，悬臂2、吊索3、配重4和弹性接头5形成一组吊具，所述吊具为至少两个，通过至少两个吊具实现对试件吊装。

本发明的有益效果：本发明实现了一套装置上完成不同材料试件的模拟抖振和准静态疲劳试验，设计人员根据模拟抖振试件的疲劳寿命按编制准静态的载荷谱进行准静态的疲劳试验，根据后者的寿命结果验证和修正载荷设计方法。同时准静态的疲劳试验过程亦能获得材料的刚度退化性能参数