一種複合材料舵面載荷加載裝置製造方法
2023-12-02 02:31:21
一種複合材料舵面載荷加載裝置製造方法
【專利摘要】本發明一種複合材料舵面載荷加載裝置，在複合材料舵面兩側安裝兩片加載夾具(1、2)，兩個夾具內形面與空氣舵外形面一致，在其中一個夾具一側上固定一個轉接塊(3)，轉接塊(3)的位置位於舵面壓心位置，鋼繩(4)一端固定於轉接塊(3)，另一端繫於拉力供給裝置(6)。本發明在空氣舵強剛度承受範圍內，可實現對大彎矩、大扭矩載荷的聯合加載；可實現對複合材料舵面的扭矩與彎矩的聯合加載。
【專利說明】一種複合材料舵面載荷加載裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及高超聲速飛行器【技術領域】，具體涉及一種複合材料舵面扭矩與彎矩載荷的聯合加載方法。
【背景技術】
[0002]高超聲速飛行器空氣舵在實際飛行過程中除了承受彎矩，還有扭矩載荷，在實際飛行載荷條件下，評估空氣舵組件解鎖機構抗彎矩、抗扭矩能力，及帶載條件下的解鎖能力，是決定空氣舵能否穩定工作的關鍵問題。
[0003]空氣舵承受的彎矩，通常是在舵面加載一個法向力，並使法向力的合力作用點通過舵面壓心；對於扭矩的加載，通常是在舵面加載一法向力，通過改變舵面法向力分布，使得加載的法向力合力作用點位於舵面壓心，以此產生一定的扭矩。通常情況下，扭矩加載的同時，也對舵面施加了 一定的彎矩。
[0004]舵面彎矩與扭矩的加載方式，通常有以下兩種:單點加載、面加載。單點加載是將鋼繩等連接裝置固定於舵面某一點，鋼繩另一端連接動力裝置進行拉伸，使舵面承受單點作用力，產生彎矩與扭矩。面加載通常是將帆布粘貼於舵面上，通過繩索拉動帆布，使舵面承受面載荷，產生一定的彎矩與扭矩。
[0005]現有技術存在的缺點為:
[0006]單點加載方式雖然結構簡單，但此種加載方式與舵面實際承載方式有差異(實際舵面承受的是面載荷而不是單點載荷)，且單點加載容易使加載點局部產生較大應力及變形，造成舵面結構破壞。
[0007]採用帆布的面加載方式雖然與結構實際受力形式接近，但粘貼帆布所用膠的粘結強度對舵面加載載荷大小有所限制，當舵面加載的載荷較大超過了膠粘結力的上限時，在加載過程中帆布易出現脫粘現象，導致試驗不能正常進行。
[0008]另外，單點加載及帆布加載方式，加載對象只限於金屬等強剛度較大的材料，對於舵面為玻璃鋼等強度較弱的材料則不能應用這兩種加載方式。
【發明內容】
[0009]本發明針對現有技術存在的問題，提供一種複合材料舵面扭矩與彎矩聯合加載裝置。本發明在空氣舵強剛度承受範圍內，可實現對大彎矩、大扭矩載荷的聯合加載；可實現對複合材料舵面的扭矩與彎矩的聯合加載。
[0010]本發明一種複合材料舵面扭矩與彎矩聯合加載方法。
[0011]本發明一種複合材料舵面載荷加載裝置，在複合材料舵面兩側安裝兩片加載夾具，兩個夾具內形面與空氣舵外形面一致，在其中一個夾具一側上固定一個轉接塊，轉接塊的位置位於舵面壓心位置，鋼繩一端固定於轉接塊，另一端繫於拉力供給裝置。
[0012]另外還包括滑輪支架，所述鋼繩經過滑輪支架上的滑輪，繫於拉力供給裝置。
[0013]本發明的有益效果:[0014]1、本發明採用面載荷加載方式，設計一套空氣舵面載荷加載夾具，使夾具內表面與空氣舵外表面緊密貼合，在夾具外表面一側設計法向力加載轉接塊，轉接塊位置與舵面壓心重合，以實現彎矩與扭矩的聯合加載。將繩索固定於轉接塊後，繩索另一端通過滑輪與拉力供給裝置連接，通過拉力供給裝置拉動繩索，實現對舵面的彎矩與扭矩的聯合加載。由於夾具由外側固定於舵面，繩索作用力位於夾具上，從而避免了對空氣舵的集中加載，實現了對空氣舵舵面的均勻加載，同時也解決了強度較弱的複合材料表面加載的問題。
[0015]2、本發明中對舵面施加載荷值的大小，取決於拉力供給裝置提供的拉力，通過增加或減少拉力供給裝置的拉力，在空氣舵及舵軸材料強度允許範圍內，可實現任意載荷數據的加載。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1:本發明試驗加載系統示意圖
[0017]圖2:本發明第一、二夾具示意圖
[0018]圖2a:圖2正視圖
[0019]圖2b:圖2的左視圖
[0020]圖3a:本發明中轉接塊的左視圖
[0021]圖3b:本發明中轉接塊的正視圖
[0022]圖4a:本發明中滑輪支架的俯視圖
[0023]圖4b:本發明中滑輪支架的正視圖
[0024]圖4c:本發明中滑輪支架的左視圖
[0025]圖例標號說明:
[0026]I為第一夾具，2為第二夾具，3為轉接塊，4為鋼繩，5為滑輪支架，6為拉力供給裝
置
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
[0028]本發明通過設計一套舵面加載夾具，實現舵面彎矩與扭矩的聯合加載，如圖1?圖4所示。
[0029]在空氣舵兩側安裝兩片加載夾具，兩個夾具內形面與空氣舵外形面一致，實現夾具與空氣舵的緊密貼合，保證加載均勻，避免空氣舵的晃動。兩個夾具相互固定。
[0030]任一夾具一側固定於轉接塊上，轉接塊的位置位於舵面壓心位置，可以準確的模擬舵面承受的彎矩與扭矩。
[0031]鋼繩一端固定於轉接塊，另一端經過滑輪，繫於拉力供給裝置。滑輪安裝於一固定支架上，支架結構如圖4所示。支架底端固定於試驗臺上。
[0032]各種舉例說明不對發明的實質內容構成限制，所屬【技術領域】的普通技術人員在閱讀了說明書後可以對以前所述的【具體實施方式】作修改或變形，不背離發明的實質和範圍。
【權利要求】
1.一種複合材料舵面載荷加載裝置，其特徵在於在複合材料舵面兩側安裝兩片加載夾具(1、2)，兩個夾具內形面與空氣舵外形面一致，在其中一個夾具一側上固定一個轉接塊(3)，轉接塊(3)的位置位於舵面壓心位置，鋼繩(4) 一端固定於轉接塊(3)，另一端繫於拉力供給裝置(6)。
2.如權利要求所述的一種複合材料舵面載荷加載裝置，其特徵在於還包括滑輪支架(5)，所述鋼繩(4)經過滑輪支架(5)上的滑輪，繫於拉力供給裝置(6)。
【文檔編號】G01N3/22GK103776706SQ201310460842
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】夏智勳, 羅世彬, 王中偉, 王德全, 柳軍, 郭振雲, 明志茂, 曾慶華, 劉冰, 金亮, 李潔, 李大鵬, 黃偉, 黃哲志, 董榮華, 賈零祁, 羅文彩 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學