[发明专利]飞机结构试验中反配重钢丝绳摩擦力的试验装置和估算方法

说明书

本发明涉及飞机结构试验中反配重钢丝绳摩擦力的试验装置和估算方法，包括配重块(1)、手动葫芦(2)、导向滑轮(3)、钢丝绳(4)、加载横梁(11)、加载作动筒(8)、加载作动筒传力件(9)、试验件(10)、应变片(13)；其特征在于：所述试验装置安装在试验台架横梁(6)下，试验件(10)上端与试验台架横梁(6)固定，试验件(10)下端与加载横梁(11)连接，加载横梁(11)两端左右对称安装反配重钢丝绳系统及加载作动筒(8)。本发明实施步骤清晰、简单，工程概念明确。本发明通过试验验证了具有反配重钢丝绳的试验件中卸载测量应变与加载测量应变存在差异的客观事实，同时给出了反配重钢丝绳摩擦力的估算方法。

技术领域

本发明属于航空结构强度疲劳试验领域，特别是涉及到一种飞机结构强度试验中反配重钢丝绳摩擦力的估算方法。

背景技术

飞机结构强度疲劳试验中，为了较真实模拟飞行载荷，通常要考虑试验件的扣重问题，确保试验状态时试验件处于零重量状态。由于试验的需要，试验件有时采用反配重钢丝绳装置方式进行扣重。如图2所示，试验件及常规反配重钢丝绳装置由配重块、手动葫芦、导向滑轮、钢丝绳、加载横梁、试验台架横梁、试验件约束端螺栓、加载作动筒、加载作动筒传力件、试验件、试验件加载端螺栓、应变片组成。

在具有反配重钢丝绳装置的结构强度疲劳试验中，由于钢丝绳与滑轮间摩擦力的存在，导致试验件加载及卸载过程中其摩擦力方向相反，从而出现加载及卸载在同级载荷状态时普遍存在卸载测量应变大于加载测量应变的事实情况。通过对卸载测量应变与加载测量应变的差值进行分析反推，得到反配重钢丝绳引起的摩擦力。

关于飞机反配重钢丝绳摩擦力的研究，国内外公开资料研究的较少，更未能从卸载测量应变与加载测量应变的差异性方面给出飞机反配重钢丝绳摩擦力的估算方法，本文给出的方法可预测真实试验状态下钢丝绳滑轮系统的摩擦力。

发明内容

本发明的目的是：提供一种飞机结构强度试验中反配重钢丝绳摩擦力的估算方法。

本发明的技术方案是：飞机结构试验中反配重钢丝绳摩擦力的试验装置，包括配重块1、手动葫芦2、导向滑轮3、钢丝绳4、加载横梁11、加载作动筒8、加载作动筒传力件9、试验件10、应变片13；所述试验装置安装在试验台架横梁6下，试验件10上端与试验台架横梁6固定，试验件10下端与加载横梁11连接，加载横梁11两端左右对称安装反配重钢丝绳系统及加载作动筒8。所述反配重钢丝绳系统包括由钢丝绳4依次连接的配重块1、手动葫芦2、导向滑轮3组成；所述反配重钢丝绳系统一端为配重块1，另一端通过钢丝绳4连接加载横梁11的一端。

试验件10为一单传力金属构件。在试验件10中间段的横截面上沿轴向粘贴若干个应变片13。试验件10中间段的横截面为圆截面。

所述试验装置的反配重钢丝绳摩擦力估算方法，包括以下步骤：

步骤一、根据静力试验测量要求，按照5％P载荷级差从0％P到100％P逐级加载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值ε_ijk,i＝1_,2,......,M,j＝(N-1)×5,k＝1,2,3，再按照5％P载荷级差从100％P到0％P逐级卸载，并在各载荷级时进行应变测量，得到应变值ε`_ijk,，其中，i为应变片(13)编号，j为载荷级数，k为重复测量次数，M为应变片个数，N＝1,2，......21，P为试验件(10)设计载荷；

步骤二、重复测量3次步骤一，并计算3次加载过程中95％P载荷级时各应变片(13)的平均值和3次卸载过程中95％P载荷级时各应变片(13)的平均值其中，ε_i95k为加载过程中载荷级数为95时应变测量值，ε`_i95k为卸载过程中载荷级数为95时应变测量值；

步骤三、计算反配重钢丝绳(4)引起的摩擦力F，其中，E为试验件(10)拉伸弹性模量,D为试验件(10)中间段圆截面的直径，