[发明专利]运输类飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验装置及方法

权利要求书

1.一种飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验装置，其特征在于：所述的试验装置包括引导式台架系统、落重系统、基台、转接板(9)、测力平台(10)和数据采集系统；

其中引导式台架系统包括台架(1)、电机(2)、悬吊钢索(3)、电磁锁(4)和导轮支架(6)，台架(1)由四根呈矩形设置的立柱和安装在四根立柱顶面的顶板构成；电机(2)安装在顶板的底面中部；悬吊钢索(3)的上端连接在电机(2)的输出轴上；电磁锁(4)连接在悬吊钢索(3)的下端；导轮支架(6)为十字形板状结构，两个导轮支架(6)上下平行设置，每个导轮支架(6)的四个外端分别插入在四根立柱的间隙中；

落重系统包括吊篮(5)、压板(7)和配重块(20)；其中吊篮(5)的上下端分别固定在两个导轮支架(6)的中部；压板(7)固定在位于下部的导轮支架(6)底面上；配重块(20)设置在吊篮(5)的内部；

基台能够放置在引导式台架系统中四根立柱之间的地面上，包括基座(12)、铝筒座(11)和铝管(13)；其中基座(12)为水平设置的板状结构；四个铝筒座(11)分别安装在基座(12)的表面四个角部；每个铝筒座(11)上安装一个铝管(13)；

测力平台(10)以与基台交替的方式放置在引导式台架系统中四根立柱之间的地面上，通过其下部安装的6个载荷传感器来记录坠撞试验过程中撞击载荷的数据；转接板(9)水平安装在测力平台(10)的顶面上，表面用于设置飞机货舱地板下部结构试验件(8)；

数据采集系统包括加速度传感器(15)和多台高速摄像机(14)；其中加速度传感器(15)安装在压板(7)上；多台高速摄像机(14)间隔设置在台架(1)的外侧一周，并且镜头面对台架(1)，用于记录飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验的整个过程。

2.根据权利要求1所述的飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验装置，其特征在于：所述的转接板(9)采用Q235钢板制成，并且中部形成有减轻孔。

3.根据权利要求1所述的飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验装置，其特征在于：所述的吊篮(5)、压板(7)和配重块(20)间连接有螺栓，并且配重块(20)具有多种不同的规格。

4.根据权利要求1所述的飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验装置，其特征在于：所述的吊篮(5)前侧以及飞机货舱地板下部结构试验件(8)的前、后表面贴有多个MARK标(16)；同时飞机货舱地板下部结构试验件(8)上的多个典型部位贴有多个应变花(17)。

5.一种利用权利要求1至4中任一项所述的飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验装置的试验方法，其特征在于：所述的试验方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1，首先由试验人员根据能量守恒定理和需满足的垂直坠撞速度确定出落重系统中配重块(20)的重量，并计算出落重系统所需的初始提升高度；

步骤2，利用电磁锁(4)吸住落重系统，并利用电机(2)收紧悬吊钢索(3)的方式将落重系统提升到初始提升高度，然后在落重系统的下方放置基台，之后使电磁锁(4)断电，由此释放落重系统，使落重系统在导轮支架(6)的导引下向下垂直运动并最终落在基台上，电磁锁(4)断电的同时触发数据采集系统中的加速度传感器(15)和多台高速摄像机(14)，根据加速度传感器(15)检测的落重系统的加速度、高速摄像机(14)拍摄的吊篮(5)上MARK标(16)的位移变化来获得初始撞击速度，若初始撞击速度超过速度误差±5％，则调整落重系统的初始提升高度并重新进行上述调试，直至初始撞击速度处于速度误差范围内，将此时的初始提升高度确定为试验高度；

步骤3，利用电机(2)放松悬吊钢索(3)的方式使电磁锁(4)下降，然后给电磁锁(4)通电以吸住落重系统，然后利用电机(2)收紧悬吊钢索(3)的方式将落重系统提升2cm的高度；取出基台，在转接板(9)的表面固定好倒扣的飞机货舱地板下部结构试验件(8)，飞机货舱地板下部结构试验件(8)的表面贴有多个MARK标(16)和多个应变花(17)，应变花(17)通常设置在支撑杆组件、机身框、剪切角片、货舱横梁等典型部位，然后将测力平台(10)、转接板(9)和飞机货舱地板下部结构试验件(8)一起放置在落重系统的下方，之后使电磁锁(4)断电，由此释放落重系统，使落重系统以很小的速度向下垂直运动并最终落在飞机货舱地板下部结构试验件(8)上，对飞机货舱地板下部结构试验件(8)进行小速度非破坏性撞击，以校正加速度传感器(15)和高速摄像机(14)；

步骤4，利用电机(2)收紧悬吊钢索(3)的方式将落重系统提升至由步骤2确定的试验高度，以获得所需的撞击速度，然后使电磁锁(4)断电，由此释放落重系统，落重系统以垂直坠撞速度向下垂直运动并最终落在飞机货舱地板下部结构试验件(8)上，由此完成飞机货舱地板下部结构垂直坠撞试验，最后根据应变花(17)来测量应变数据及确认载荷传递路径。