[发明专利]一种测量直升机桨叶挥舞刚度的试验装置及试验方法

说明书

本发明属于直升机桨叶刚度测试技术领域，具体涉及一种测量直升机桨叶挥舞刚度的试验装置及试验方法。试验装置包括试验夹具(1)、配重翼型夹具(4)、支撑架(5)、加载翼型夹具(6)、松紧螺套(7)、载荷传感器(8)、测力计(9)。通过改进试验方法，引入精度较高的载荷传感器和测力计，克服了现有技术测量装置及方法中的测量误差问题，使直升机桨叶挥舞刚度的测试精度得到了提高。

技术领域

本发明属于直升机桨叶刚度测试技术领域，具体涉及一种测量直升 机桨叶挥舞刚度的试验装置及试验方法。

背景技术

直升机桨叶挥舞刚度测试和摆振刚度测试是一个常规试验，其目的 主要是验证复合材料桨叶成型方法和工艺参数对桨叶结构特性影响和验 证产品制造与设计的符合性。

以测某型机某剖面挥舞刚度测试为例(摆振刚度测试方法类同于挥 舞刚度测试)，目前试验方法如下：试验件装配如图1所示，被测剖面结 构图如图2所示。

其试验步骤如下：

1、如图1和2所示，将应变片1和应变片2分别粘贴在桨叶变距轴 线的两侧，在同一剖面的上、下翼面各布置一个平行应变片，应变片的 轴线与桨叶变距轴线平行；

2、旋转分度盘，使该剖面弦线与水平方向平行，如图3所示；

3、利用砝码块加载，载荷级数为5级，试验有效次数为3次，对3 次应变测量结果取平均值，然后应变值乘以2，按公式(1)计算尾桨叶 各级载荷下的挥舞弯曲刚度，最后求刚度平均值，得到对应剖面的挥舞 刚度值。

式中：M——弯矩，M＝PL；

P——施加的载荷；

L——被测剖面到加载剖面之间的距离；

h——上下表面应变片间距离的平均值；

ε——拉压应变之和

目前，对于挥舞刚度和摆振刚度的测试，有两种试验安装方法：

方法1：将桨叶直接固定在试验台架上，如图4所示：此试验安装方 法有以下两方面缺陷：

缺陷1：由于桨叶自身的重量及长度比较长的影响，桨叶将产生很大 的扰度h，如图5所示，在计算挥舞刚度的公式(1)中，将因力臂L不 准确而导致比较大的试验误差；

缺陷2：如图2所示，由于桨叶不水平，此时应变片的轴线与水平方 向不平行，此时应变片的输出叠加了摆振方向的输出，这也将导致比较 大的试验误差。

方法2：在桨叶重心位置处利用配重块和支撑架将桨叶配平，如图5 所示，此试验安装方法存在以下两缺陷：

缺陷1：支撑架的结构如图7所示，支撑架使用滑轮进行连接，共2 处滑轮，一处用于钢索将桨叶加载翼型夹具4连接，另外一处用于钢索 与配重块11连接，在施加F时，两处的钢索将与滑轮产生摩擦力，此时 将抵消一部分的载荷，这将导致施加到桨叶上的载荷比F要小，因此此 种试验固定方法将使得公示(1)中的F不准确，这将导致比较大的试验 误差；

缺陷2：由于摩擦力的存在，加到桨叶上的配重的质量要比实际桨叶 的质量小，从而导致桨叶不水平，因此公式(1)中的L存在误差。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中存在的问题，通过改进试验方法， 引入精度较高的载荷传感器和测力计，使直升机桨叶挥舞刚度的测试精 度得到了有效提高。

本发明的技术方案是：为了实现上述目的，根据本发明的第一方面 提供一种测量直升机桨叶挥舞刚度的试验装置，用于待测直升机桨叶2 的挥舞刚度试验，其特征在于，包括试验夹具1、配重翼型夹具4、支撑 架5、加载翼型夹具6、松紧螺套7、载荷传感器8、测力计9；