[发明专利]一种悬臂落锤冲击载荷实验装置及冲击载荷修正方法

说明书

本申请属于飞机零部件载荷试验领域，特别涉及一种悬臂落锤冲击载荷实验装置及冲击载荷修正方法，其由安装座1、加载悬臂4、落锤约束筒5、质量块6和释放机构组成，加载悬臂上设计了加载点，其上安装力传感器3，并通过转接件8与试验件9连接。释放机构将落锤质量块提升到一定高度后释放，在加载悬臂的冲击点产生冲击载荷，经过加载悬臂传递到力传感器，对试验件施加冲击载荷，解决了对传感器测得的冲击载荷受到惯性力影响而导致冲击力测试精度不足的问题。

技术领域

本申请属于飞机零部件载荷试验领域，特别涉及一种悬臂落锤冲击载荷实验装置及冲击载荷修正方法。

背景技术

航空发动机在某些极端工况下会承受冲击载荷，通常会开展发动机零部件冲击加载试验以考核零部件的抗冲击能力，用以在整机包容试验等重大试验的前期开展零部件的抗冲击验证，并且为零部件的结构改进提供有效验证手段。

对结构件开展冲击加载试验过程中，由于试验件通常为柔性构件，加载过程中试验件会产生一定变形，变形会产生较大的加速度。另外，对于结构件的冲击加载，力传感器与结构件加载位置之间往往需要安装转接件，用于传递冲击力，转接件跟随试验件产生位移和加速度。产生的试验件和转接件这两方面的加速度会对传递给试验件的冲击力产生影响，导致出现误差。

在结构冲击试验中，传感器作为测力元件，测试施加到试验件的冲击力。对于传统的冲击试验台，传感器安装在刚性试验台上，冲击载荷施加到试验件，再将冲击力传递给传感器。对试验件施加冲击载荷产生的变形或运动位移主要作用在试验件上，并不能使传感器产生较大的运动位移，也不会产生较大的加速度。此时传感器本身的惯性力与测得的冲击力相比可以忽略。而在开展结构件的冲击加载试验时，传感器通过转接件连接到试验件上，试验件的变形较大导致传感器与其同时运动而产生加速度，从而在传感器上引入了惯性力。此惯性力会影响传感器的测试精度，因此需要一种能够修正冲击导致的传感器惯性力的方法。目前对于结构件在承受冲击载荷的传感器测试结果的修正方法方面未见相关报道。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种悬臂落锤冲击载荷实验装置，其特征在于，包括：

冲击加载结构具有相互垂直连接的支臂的一端通过铰接点铰接于安装座；所述支臂具有第一壁面以及与其对面的第二壁面；

所述第二壁面连接有柔性支撑件，所述柔性支撑件一端固定于台面，另一端支撑所述第二壁面，柔性支撑件支撑所述冲击加载结构使所述第一壁面水平；

所述第一壁面具有冲击点，所述冲击点处安装有轴线垂直于地面的落锤约束筒，落锤约束筒的筒内具有沿落锤约束筒轴向滑动的质量块，质量块连接有安装于落锤约束筒的释放机构。

优选的是，所述柔性支撑件包括一个弹簧或者多个弹簧的组合。

优选的是，所述多个弹簧的组合包括多个弹簧的并联或者串联。

优选的是，所述柔性支撑件包括一端固定的弹性悬臂梁，所述悬臂梁的自由端支撑所述第二壁面。

优选的是，所述柔性支撑件包括缓冲器。

优选的是，柔性支撑件的弹性系数K、柔性支撑件行程L、冲击加载结构重量G，满足G大于KL/3且小于KL/2，上述技术特征经过多次试验的数据收集，弹性系数K在所述区间，能够使试验结果更加精确。

一种悬臂落锤冲击载荷惯性力修正方法，采用悬臂落锤冲击载荷实验装置，所述方法具体为：

步骤S1：将试验件通过转接件与力传感器连接于第一壁面一位置处；按预设高度释放质量块至所述冲击点，获取力传感器显示的第一冲击力F_C(t)；

步骤S2：将试验件拆除，将加速度传感器安装在力传感器上，按预设高度释放质量块至所述冲击点，获取力传感器显示的第二冲击力F_G(t)；获取加速度传感器测得的加速度a(t)；