[发明专利]一种水上飞机船底结构强度试验系统和方法

说明书

本发明提供一种水上飞机船底结构强度试验系统和方法，该系统包括：试验件、约束装置和第一加载装置；试验件包括：船底壁板1、船底框2、侧壁框3和侧壁板4；试验件的航向方向的第一端设置有限制试验件移动的约束框架及约束夹具，试验件的船体两侧设置有限制试验件左右移动和上下移动的约束装置；试验件的航向方向的第二端设置有加载夹具及第一加载装置，第一加载装置的加压端通过加载垫块与加载夹具接触，向试验件加载；垫块的外形与加载夹具的端面外形一致。本发明提供的水上飞机船底结构强度试验系统和方法，可以较低的成本生产验证船底结构强度所需的试验件；加载方案简单。

技术领域

本发明属于飞机强度试验技术领域，具体涉及一种水上飞机船底结构强度试验系统和方法。

背景技术

船底结构是水上飞机/水陆两栖飞机主要承载结构之一，既要承受机身弯矩，也要承受分布压力或局部压力，对飞机安全起非常重要的作用。因此，需要通过试验验证的方法，确保船底结构满足静强度要求。

对于船底结构的强度试验方法，常规的做法是生产部分框段的飞机结构全尺寸模型，施加切面剪力和分布压力载荷进行试验。

常规试验方法模型生产成本较高；同时，为准确模拟飞机结构承受的剪力和弯矩，试验加载杠杆系统通常非常复杂，需要花费大量的人力物力才能实现准确加载。

发明内容

本发明的目的是：提供一种水上飞机船底结构强度试验系统和方法，解决常规试验方法模型生产成本较高，操作复杂的问题。

本发明提供一种水上飞机船底结构强度试验系统，包括：试验件、约束装置和第一加载装置；其中，

所述试验件包括：船底壁板1、船底框2、侧壁框3和侧壁板4；

所述试验件的航向方向的第一端设置有限制所述试验件移动的约束框架及约束夹具，所述试验件的船体两侧设置有限制所述试验件左右移动和上下移动的约束装置；所述试验件的航向方向的第二端设置有加载夹具；

所述试验件的航向方向的第二端设置有施加轴压载荷的第一加载装置，所述第一加载装置的加压端通过垫块与所述加载夹具接触，向所述试验件加载；

所述垫块的外形与所述加载夹具的端面外形一致。

可选的，所述侧壁框3和所述侧壁板4的高度不少于1个长桁间距。

可选的，所述第一加载装置提供的轴压载荷从水上飞机的全机有限元模型中提取得到。

可选的，水上飞机船底结构强度试验系统还包括：第二加载装置；

所述第二加载装置设置在所述试验件底部，用于向所述试验件提供水压载荷。

可选的，所述试验件包括至少四个船底框。

可选的，所述试验件为水上飞机船底结构的断阶前的一段。

可选的，所述约束夹具及加载夹具，可以将试验件约束端、加载端的蒙皮、长桁等组件完全夹持，夹具及连接紧固件可以承受不小于2倍的极限轴压载荷：

本发明另一方面还提供一种水上飞机船底结构强度试验方法，包括：

步骤1：选择水上飞机船底结构的断阶前的一段，作为试验件结构；所述试验件包括：船底壁板1、船底框2、侧壁框3和侧壁板4；

步骤2：提取全机有限元模型中所述试验件的航向两端的船底的轴压载荷；

步骤3：在所述试验件的约束端以及侧壁框3和侧壁板4上设置约束装置，在所述试验件的加载端设置加载夹具；

步骤4：在所述试验件的加载端设置施加轴压载荷的第一加载装置，所述第一加载装置的加压端通过垫块与所述加载夹具接触；