一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷施加方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷施加方法及一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于集中載荷的傳遞，經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)形式是耳片傳遞載荷，單耳和雙耳配合的耳片結(jié)構(gòu)形式是最常見的一種結(jié)構(gòu)形式。在產(chǎn)品達(dá)到最終交付狀態(tài)前，需要對(duì)典型零部件進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，而在驗(yàn)證過程中經(jīng)常需要對(duì)耳片施加集中載荷。在進(jìn)行大部件試驗(yàn)過程中，有些時(shí)候耳片除具有面內(nèi)的位移外，有時(shí)還具有面外的法向位移(即耳片具有三位移自由度)，然而耳片承擔(dān)的試驗(yàn)載荷一般是除法向載荷的平面載荷?，F(xiàn)有技術(shù)無(wú)法模擬試驗(yàn)件的實(shí)際受載情況，因?yàn)闊o(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)具有三位移自由度的耳片的平面精確加載，使得試驗(yàn)件的試驗(yàn)結(jié)果誤差較大，可靠性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷施加方法及一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載裝置，以解決【背景技術(shù)】中所存在的至少一處的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法，包含以下步驟:S1，對(duì)單耳耳片的法向位移進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，計(jì)算出單耳耳片的法向位移；S2，根據(jù)所述S1中計(jì)算出的法向位移確定雙耳加載接頭與襯套之間的間隙及雙耳加載接頭與螺栓之間的間隙；S3，根據(jù)作用在雙耳加載接頭上的載荷計(jì)算螺栓頭部的直徑及襯套的外圓直徑；S4，將作動(dòng)筒的根部鉸支點(diǎn)預(yù)偏置安裝在單耳耳片的法向位移處；S5，通過作動(dòng)筒對(duì)雙耳加載接頭進(jìn)行逐級(jí)加載。
[0005]優(yōu)選地，所述S1中對(duì)單耳耳片的法向位移的設(shè)計(jì)分析采用有限元Nastran進(jìn)行耳片法向位移分析。
[0006]優(yōu)選地，所述S5中的逐級(jí)加載具體為，在加載總載荷的50%以前按照每級(jí)5%加載，以后按2%逐級(jí)增加到最終載荷。
[0007]根據(jù)以上方法，本發(fā)明還提供了一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載裝置，包含單耳耳片、雙耳加載接頭、襯套、螺栓、螺母及作動(dòng)筒，其中，單耳耳片設(shè)置在雙耳加載接頭的雙耳之間，并通過螺栓連接，襯套套設(shè)在螺栓上，并將單耳耳片夾在襯套與螺栓頭部之間，螺母用于固定襯套；襯套與頭部的外徑與雙耳加載接頭之間設(shè)置有間隙。
[0008]優(yōu)選地，還設(shè)置有兩個(gè)墊片，墊片套設(shè)在螺栓上，其中一個(gè)設(shè)置在襯套與單耳耳片之間，另一個(gè)設(shè)置在頭部與單耳耳片之間。所述墊片與雙耳加載接頭的耳片之間，在螺栓的軸線方向設(shè)置有間隙。
[0009]本發(fā)明的有益效果:本方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有三位移自由度的單耳耳片平面載荷的施加，對(duì)需要試驗(yàn)的零件得出的試驗(yàn)結(jié)果精度較高，試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加可靠。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法的流程圖；
[0011]圖2是本發(fā)明提供的具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是雙耳加載接頭與單耳耳片的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4是螺栓與單耳耳片的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中，1-單耳耳片，2-雙耳加載接頭，3-襯套，4-螺栓，41-螺栓頭部，5-螺母，6_作動(dòng)筒，7-墊片。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0017]如圖1至圖4所示，一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法，包含以下步驟:S1，采用有限元Nastran對(duì)單耳耳片1的法向位移進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，計(jì)算出單耳耳片1的法向位移。
[0018]S2,根據(jù)所述S1中計(jì)算出的法向位移確定雙耳加載接頭2與襯套3之間的間隙及雙耳加載接頭2與螺栓頭部41之間的間隙。雙耳加載接頭2與襯套3之間的間隙及雙耳加載接頭2與螺栓頭部41之間的間隙的確定，是根據(jù)單耳耳片1的法向位移和作動(dòng)筒6的根部鉸支點(diǎn)預(yù)偏置位置所構(gòu)成的空間幾何位置進(jìn)行計(jì)算，使作動(dòng)筒6的根部鉸支點(diǎn)預(yù)偏置到單耳耳片1的法向位移處，且雙耳加載接頭上的耳片未加載時(shí)，單耳耳片1和雙耳加載接頭2上的耳片之間不發(fā)生干涉。
[0019]S3，根據(jù)作用在雙耳加載接頭2上的載荷計(jì)算螺栓頭部41的直徑及襯套3的外圓直徑。
[0020]S4,將作動(dòng)筒6的根部鉸支點(diǎn)預(yù)偏置安裝在單耳耳片1的法向位移處，使得當(dāng)單耳耳片達(dá)到最大法向位移時(shí)，作動(dòng)筒6施加的力與單耳耳片1承受的力的方向在同一直線上。
[0021]S5,通過作動(dòng)筒6對(duì)雙耳加載接頭2進(jìn)行逐級(jí)加載。逐級(jí)加載具體為，在加載總載荷的50%以前按照每級(jí)5%加載，以后按2%逐級(jí)增加到最終載荷。
[0022]本發(fā)明根據(jù)上述具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法還提供了一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載裝置，包含單耳耳片1、雙耳加載接頭2、襯套3、螺栓4、螺母5及作動(dòng)筒6，其中，單耳耳片1的一端設(shè)置有單耳連接孔，且該端設(shè)置在雙耳加載接頭2的雙耳之間，在雙耳加載接頭2的耳片上對(duì)稱設(shè)置有雙耳連接孔，螺栓4穿過單耳連接孔及雙耳連接孔連接單耳耳片1及雙耳加載接頭2。襯套3套設(shè)在螺栓4上，并將單耳耳片1夾在襯套3與螺栓頭部41之間。螺母5用于固定襯套3。襯套3的外徑與雙耳加載接頭2之間以及螺栓頭部41的外徑與雙耳加載接頭2之間均設(shè)置有間隙，所述間隙用于釋放單耳耳片1的自由度。
[0023]在本實(shí)施例子中，還置有兩個(gè)墊片7，墊片7套設(shè)在螺栓4上，其中一個(gè)設(shè)置在襯套3與單耳耳片1之間，另一個(gè)設(shè)置在螺栓頭部41與單耳耳片1之間。其優(yōu)點(diǎn)在于:螺栓4受到的力擴(kuò)散到墊片7上，墊片7可以防止螺栓4及襯套3將單耳耳片1的表面損傷。如圖4所示，螺栓4在受到雙耳加載接頭2上的力F時(shí)，如果螺栓頭部41與襯套3所受到的力不均勻，則螺栓2會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而擠壓墊片7，螺栓頭部41會(huì)對(duì)墊片7施加擠壓力f 1，襯套3會(huì)對(duì)墊片7施加擠壓力f2。
[0024]墊片7與雙耳加載接頭2的耳片之間，在螺栓4的軸線方向設(shè)置有間隙。
[0025]由于雙耳加載接頭1與螺栓頭部41之間的間隙及雙耳加載接頭1與襯套3之間的間隙的增大，導(dǎo)致了螺栓4附加彎矩的增大，常規(guī)螺栓無(wú)法承擔(dān)此附加彎矩，因此需對(duì)螺栓進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，來(lái)抵抗這部分附加彎矩。本方案是通過直徑增大的螺栓頭部和大直徑的襯套端面對(duì)單耳耳片1的擠壓來(lái)抵抗附加彎矩，提高承載能力。
[0026]最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法，其特征在于，包含以下步驟:S1，對(duì)單耳耳片(1)的法向位移進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，計(jì)算出單耳耳片(1)的法向位移；S2，根據(jù)所述S1中計(jì)算出的法向位移確定雙耳加載接頭(2)與襯套(3)之間的間隙及雙耳加載接頭(2)與螺栓(4)之間的間隙；S3，根據(jù)作用在雙耳加載接頭(2)上的載荷計(jì)算螺栓頭部(41)的直徑及襯套(3)的外圓直徑；S4，將作動(dòng)筒(6)的根部鉸支點(diǎn)預(yù)偏置安裝在單耳耳片(1)的法向位移處；S5，通過作動(dòng)筒(6)對(duì)雙耳加載接頭(2)進(jìn)行逐級(jí)加載。2.如權(quán)利要求1所述的具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法，其特征在于:所述S1中對(duì)單耳耳片(1)的法向位移的設(shè)計(jì)分析采用有限元 Nastran進(jìn)行耳片法向位移分析。3.如權(quán)利要求1所述的具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法，其特征在于:所述S5中的逐級(jí)加載具體為，在加載總載荷的50%以前按照每級(jí)5%加載，以后按2%逐級(jí)增加到最終載荷。4.一種具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載裝置，其特征在于:包含單耳耳片(1)、雙耳加載接頭(2)、襯套(3)、螺栓(4)、螺母(5)及作動(dòng)筒￠)，其中，單耳耳片(1)設(shè)置在雙耳加載接頭(2)的雙耳之間，并通過螺栓(4)連接，襯套(3)套設(shè)在螺栓(4)上，并將單耳耳片⑴夾在襯套⑶與螺栓頭部(41)之間，螺母(5)用于固定襯套(3);襯套(3)與螺栓頭部(41)的外徑與雙耳加載接頭(2)之間設(shè)置有間隙。5.如權(quán)利要求4所述的具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載裝置，其特征在于:還設(shè)置有兩個(gè)墊片(7)，墊片(7)套設(shè)在螺栓(4)上，其中一個(gè)設(shè)置在襯套(3)與單耳耳片(1)之間，另一個(gè)設(shè)置在頭部(41)與單耳耳片(1)之間，所述墊片(7)與雙耳加載接頭(2)的耳片之間，在螺栓(4)的軸線方向設(shè)置有間隙。
【專利摘要】本發(fā)明公開了具有三位移自由度的單耳耳片載荷加載方法。所述加載方法為，S1,對(duì)單耳耳片(1)的法向位移進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，計(jì)算出單耳耳片(1)的法向位移；S2,根據(jù)S1中計(jì)算出的法向位移確定雙耳加載接頭(2)與襯套(3)之間的間隙及雙耳加載接頭(2)與螺栓(4)之間的間隙；S3，根據(jù)作用在雙耳加載接頭(2)上的載荷計(jì)算螺栓頭部(41)的直徑及襯套(3)的外圓直徑；S4,將作動(dòng)筒(6)的根部鉸支點(diǎn)預(yù)偏置安裝在單耳耳片(1)的法向位移處；S5,通過作動(dòng)筒(6)對(duì)雙耳加載接頭(2)進(jìn)行逐級(jí)加載。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有三位移自由度的單耳耳片平面載荷的施加，對(duì)需要試驗(yàn)的零件得出的試驗(yàn)結(jié)果精度較高，試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加可靠。
【IPC分類】B64F5/00
【公開號(hào)】CN105366074
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510829849
【發(fā)明人】張偉寧, 韓濤, 王奡, 孫茜, 都澤新
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日