[发明专利]一种机身蒙皮均布增压疲劳实验机及其模拟方法

摘要

本发明公开了一种机身蒙皮均布增压疲劳实验机，包括模拟客舱、模拟蒙皮试验件、保护装置、系统控制模块和动力单元；模拟客舱用于储存给模拟蒙皮试验件增压、卸压的介质以便模拟真实的客舱受载环境；模拟蒙皮试验件用于模拟飞机机身蒙皮在内外压差作用下均布增压疲劳过程，模拟蒙皮试验件可以是平板或是曲面蒙皮板；保护装置用于在模拟蒙皮试验件失效时起安全保护作用；系统控制单元用于实现给模拟蒙皮试验件循环增、卸压过程并实时采集相应的数据，同时控制加、卸载的周期；动力单元用于提供循环增、卸压过程的动力。通过给密闭的模拟客舱增压、卸压，从而模拟飞机客舱(机身蒙皮)在飞行循环中爬升、巡航和降落过程中的均布增压疲劳过程。

主权项

1.一种机身蒙皮均布增压疲劳实验机，其特征在于：包括模拟客舱(1)、模拟蒙皮试验件(2)、保护装置(3)、系统控制模块和动力单元；所述模拟客舱用于储存给模拟蒙皮试验件(2)增压、卸压的介质，以便模拟真实的客舱受载环境；所述模拟蒙皮试验件(2)用于模拟飞机机身蒙皮在内外压差作用下均布增压疲劳过程；所述模拟蒙皮试验件(2)具有下述结构形状之一：一是，带有桁梁、桁条、隔框、具有加强肋隔框中一种或多种结构的桁梁式曲面蒙皮板；二是，带有桁条、隔框和具有加强肋隔框中一种或多种结构的桁条式曲面蒙皮板；三是，带有隔框或具有加强类隔框中一种或多种结构的壳式曲面蒙皮板；所述保护装置用于在模拟蒙皮试验件(2)失效时起安全保护作用，同时提供便于观察模拟蒙皮试验件(2)均布增压疲劳过程的窗口；所述系统控制单元用于实现给所述模拟蒙皮试验件(2)循环增压、卸压过程，并实时采集相应的数据，同时控制加载、卸载的周期；所述动力单元用于提供循环增压、卸压过程的动力；所述模拟客舱(1)是一端开口的方形容器，在开口端设有一圈第一外沿板(13)，所述第一外沿板(13)包括与所述模拟蒙皮试验件(2)周边相吻合的板面；所述第一外沿板(13)上沿周向设有内外两圈的第一螺栓孔，所述模拟蒙皮试验件(2)的周边设有一圈与第一外沿板(13)上内圈的第一螺栓孔(14)一一对应的第二螺栓孔，所述模拟蒙皮试验件(2)通过螺栓连接安装在模拟客舱(1)的开口端，所述模拟蒙皮试验件(2)与所述开口端之间设有一圈密封条，所述模拟客舱(1)与所述模拟蒙皮试验件(2)构成一个密闭的容器，所述模拟客舱(1)上与开口端相对的面板(17)上设有用于连接增压、卸压管路的进气孔(18)；所述保护装置(3)包括一个方形框架，所述方形框架的一端为用于容纳所述模拟蒙皮试验件(2)的敞口，所述方形框架的另一端设有钢筋网(19)，敞口的形状是大于所述模拟蒙皮试验件(2)的外轮廓的相似形，所述敞口设有第二外沿板(20)，所述第二外沿板(20)的板面形状与所述第一外沿板(13)的外周板面的形状相吻合，所述第二外沿板(20)上沿周向设有一圈与第一外沿板(13)上外圈的第一螺栓孔(15)一一对应的第三螺栓孔(21)，所述保护装置(3)通过螺栓连接安装在模拟客舱(1)的开口端；所述系统控制单元包括与所述动力单元通过管路依次连接至模拟客舱(1)的进气孔的过滤器(5)、减压阀(6)和电磁换向阀(8)，所述电磁换向阀(8)设有消声器(7)，所述电磁换向阀(8)与所述进气孔之间的管段上设有三通，所述三通分出一连接至所述电磁换向阀(8)的控制回路，所述控制回路上包括数显压力表(10)和直流继电器(12)；所述过滤器(5)用于过滤增压气体介质中的杂质以及水分；所述减压阀(6)用于控制进入系统的压力大小；所述电磁换向阀(8)用于控制模拟客舱(1)的增压、卸压动作；所述消声器(7)用于降低卸压排放空气介质时的噪音；所述数显压力表(10)用于显示模拟客舱(1)内压力值大小，以及输出与此压力值大小对应的电信号，所述电信号传递给所述直流继电器(12)，在所述数显压力表(10)与直流继电器(12)之间设有控制组件(11)；所述控制组件(11)用于接收数显压力表(10)输入的电信号，并将此信号实时显示，显示信息包括压力实时变化曲线、增压和卸压循环次数；控制组件(11)有两种构成形式，一是由数据采集控制卡和电脑组合而成，二是由PLC构成；所述数显压力表(10)输出的电信号输入到所述控制组件(11)；通过数显压力表(10)输入到所述控制组件(11)中的电信号控制所述电磁换向阀(8)在增压位和卸压位之间切换；所述数显压力表(10)设置一个低压用于模拟客舱(1)在着陆时的大气压力，当模拟客舱(1)内气体卸压到低压值时，通过所述直流继电器(12)控制所述电磁换向阀(8)换位至增压位，使得所述模拟客舱(1)增压；所述数显压力表(10)还设置一个高压用于模拟客舱(1)在巡航时的内外压差，当模拟客舱(1)内气体增压到高压值时，所述直流继电器(12)控制所述电磁换向阀(8)换位至卸压位，模拟客舱(1)卸压；通过数显压力表(10)和直流继电器(12)的配合，实现模拟客舱(1)增压、卸压循环的模拟，即模拟蒙皮试验件(2)的循环鼓起、收缩过程。