[发明专利]一种带有刚度模拟的试验台载荷标定装置

说明书

本发明涉及一种带有刚度模拟的试验台载荷标定装置，所述带有刚度模拟的试验台载荷标定装置包括：标定专用芯轴、校准支架、芯轴夹具、刚度模拟组、对中钢球、传感器专用夹具、标准传感器，校准支架安装在试验台上，校准支架通过刚度模拟装置连接至传感器专用夹具，传感器专用夹具内安装有标准传感器，传感器专用夹具端部有球型凹陷用于安装对中钢球，对中钢球接触压紧在芯轴夹具上，芯轴夹具夹持标定专用芯轴，且标定专用芯轴固定至试验台夹具。本发明利用液压油的压缩性能进行刚度模拟，使用对中钢球保证加载轴线、防失稳。可有效消除试验台的动摩擦力、台架变形等因素影响，并对控制系统的参数进一步优化。

技术领域

本发明属于飞机强度试验技术领域，尤其涉及一种带有刚度模拟的试验台载荷标定装置。

背景技术

目前多数试验台由于被测试件空间尺寸和接口问题，不能直接在被测试件上安装载荷传感器检测载荷。常规做法是将加载液压缸或者其他驱动机构前端与被测试件夹具之间安装的载荷传感器的数值视作被测试件的载荷，由于夹具的重量、夹具之间的摩擦等因素导致被测试件的载荷误差较大。为消除这部分误差，使用载荷标定的方式进行误差补偿。一般做法是将高精度传感器安装在被测试件位置，对比前后两个载荷传感器的数值进行标定。这种方法没有考虑到弹性负载下，加载过程中摩擦力的影响，所以标定装置需要增加刚度模拟的功能。目前主流的刚度模拟采用空气弹簧的方式，但空气弹簧体积较大、抗失稳性能差、刚度模拟范围较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有刚度模拟的试验台载荷标定装置，利用液压油的压缩性能进行刚度模拟，使用对中钢球保证加载轴线、防失稳。可有效消除试验台的动摩擦力、台架变形等因素影响，并对控制系统的参数进一步优化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带有刚度模拟的试验台载荷标定装置，所述带有刚度模拟的试验台载荷标定装置包括：标定专用芯轴、校准支架、芯轴夹具、刚度模拟组、对中钢球、传感器专用夹具、标准传感器，校准支架安装在试验台上，校准支架通过刚度模拟装置连接至传感器专用夹具，传感器专用夹具内安装有标准传感器，传感器专用夹具端部有球型凹陷用于安装对中钢球，对中钢球接触压紧在芯轴夹具上，芯轴夹具夹持标定专用芯轴，且标定专用芯轴固定至试验台夹具。

在本发明的方案中，校准支架包括立柱、承力拉杆和安装单耳，立柱安装在试验台的底座上，正面设计球型凹陷用于安装对中钢球，侧面安装承力拉杆，承力拉杆连接立柱与安装单耳，安装单耳通过固定在试验台的底座上。

在本发明的方案中，安装单耳的单耳孔内安装关节轴承，用于一定范围内调整的角度。

在本发明的方案中，刚度模拟组件包括柱塞缸、储能罐、手摇泵、阀门、压力表、插头和管路，柱塞缸的安装底座设计球型凹陷安装对中钢球，活塞杆开内螺纹孔用于安装传感器专用夹具，柱塞缸设置排气装置，保证载荷标定时排出所有气体，储能罐用于存储液压油，与柱塞缸内的液压油一同模拟刚度，手摇泵用于调整柱塞缸的行程，预先施加压力，并保持柱塞缸内部的压力，阀门、压力表及管路用于控制、监测液压系统模拟刚度。

在本发明的方案中，传感器专用夹具包括后连接螺杆、紧定螺母、后安装板、预紧螺杆、碟簧、前连接螺杆、前安装板，传感器专用夹具用于安装标准传感器并实现预先加载，改进载荷标定装置的灵敏度，后连接螺杆一端与柱塞缸的活塞杆的内螺纹孔连接，一端与标准传感器连接，紧定螺母用于固定标准传感器的轴向位置，防止标准传感器旋转，前安装板、后安装板、预紧螺杆和碟簧共同实现预先加载；前连接螺杆一端与标准传感器连接，另外一端设计球型凹陷，用于安装对中钢球。

在本发明的方案中，芯轴夹具包括两个半圆形夹具及夹具连接件，用于夹持标定专用芯轴，其中一个半圆形夹具设计球型凹陷与标准传感器的球型凹陷共同安装对中钢球。

在本发明的方案中，刚度模拟组件的模拟刚度为：