本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備靜力試驗(yàn)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置及方法。
背景技術(shù)：
：安裝節(jié)是發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)的連接件，將發(fā)動(dòng)機(jī)的各種外負(fù)荷傳給飛機(jī)?，F(xiàn)在較為先進(jìn)的軍/民用噴氣式航空發(fā)動(dòng)機(jī)由于發(fā)動(dòng)機(jī)更加緊湊，而且出于提高可靠性和可維護(hù)性考慮。目前一些發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩個(gè)安裝截面的設(shè)計(jì)，主安裝截面布置于發(fā)動(dòng)機(jī)中介機(jī)匣上，輔助安裝截面布置在渦輪后機(jī)匣上。特別如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)有三個(gè)吊點(diǎn)拉桿和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要承受發(fā)動(dòng)機(jī)的徑向載荷和周向載荷。由于上述發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)上各吊點(diǎn)拉桿的安裝連接角度在使用中沒(méi)有變化，每個(gè)吊點(diǎn)拉桿在使用中承受拉向或壓向載荷，所以無(wú)法單獨(dú)對(duì)每個(gè)吊點(diǎn)拉桿施加各拉桿載荷，只能考慮同時(shí)進(jìn)行載荷施加，即綜合記載。但是，目前還沒(méi)有適用的綜合加載試驗(yàn)方法及裝置。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置及方法，能夠?qū)φ麄€(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助安裝節(jié)進(jìn)行綜合加載。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置，包括：安裝底座，試驗(yàn)組件以常規(guī)安裝姿勢(shì)固定設(shè)置在所述安裝底座頂部，所述試驗(yàn)組件上具有第一吊點(diǎn)拉桿、第二吊點(diǎn)拉桿以及第三吊點(diǎn)拉桿；加載板，底部設(shè)置有多個(gè)第一加載部，所述試驗(yàn)組件的第一吊點(diǎn)拉桿、第二吊點(diǎn)拉桿以及第三吊點(diǎn)拉桿分別與一個(gè)所述第一加載部連接，且所述第一吊點(diǎn)拉桿、第二吊點(diǎn)拉桿以及第三吊點(diǎn)拉桿均呈常規(guī)安裝姿勢(shì)，且所述加載板的重心到所述第一吊點(diǎn)拉桿和所述第三吊點(diǎn)拉桿之間的距離相等，另外，所述加載板的頂部設(shè)置有多個(gè)位于同一水平面的第二加載部，側(cè)面設(shè)置有第三加載部；相對(duì)于水平面垂直布置的第一作動(dòng)筒和第二作動(dòng)筒，所述第一作動(dòng)筒和第二作動(dòng)筒的一端鉸接，另一端均設(shè)置有一個(gè)測(cè)力計(jì)，并通過(guò)所述測(cè)力計(jì)分別與一個(gè)所述第二加載部鉸接，所述第一作動(dòng)筒和第二作動(dòng)筒對(duì)稱分布在穿過(guò)所述加載板重心的垂線的兩側(cè)，且所述第一作動(dòng)筒及所述第二作動(dòng)筒的端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述所述測(cè)力計(jì)端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線均與所述第一吊點(diǎn)拉桿一端端部鉸接點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行；第三作動(dòng)筒，與所述第一作動(dòng)筒垂直，所述第三作動(dòng)筒的一端鉸接，另一端設(shè)置有一個(gè)所述測(cè)力計(jì)，并通過(guò)所述測(cè)力計(jì)與一個(gè)所述三加載部鉸接，且所述第三作動(dòng)筒的端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和所述測(cè)力計(jì)端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向均與所述第一作動(dòng)筒端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同?？蛇x的，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置還包括：伺服控制器，用于分別控制所述第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒加載載荷的大小。可選的，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置還包括：載荷支架，設(shè)置在所述加載板的豎直上方，所述第一作動(dòng)筒和第二作動(dòng)筒鉸接在所述載荷支架頂部?？蛇x的，所述載荷支架的的頂部通過(guò)螺栓固定設(shè)置有安裝支座，所述第一作動(dòng)筒和第二作動(dòng)筒鉸接在所述安裝支座上。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：步驟一、構(gòu)建加載板力矩平衡方程組；步驟二、根據(jù)所述力矩平衡方程組得到第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒的加載載荷方程；步驟三、在預(yù)定的所述第一吊點(diǎn)拉桿、第二吊點(diǎn)拉桿以及第三吊點(diǎn)拉桿的加載載荷要求條件下，再根據(jù)所述力矩平衡方程求解第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒加載載荷方程分別求出所述第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒的加載載荷；步驟四、按照求出的所述第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒的加載載荷分別對(duì)所述第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒進(jìn)行控制。可選的，在所述步驟一中，所述加載板的力矩平衡方程組為：F4sin(θ4)-F5sin(θ5)-F6sin(θ6)-F9=0-F4cos(θ4)-F5cos(θ5)-F6cos(θ6)+F7+F8-G=0F4L4-F5L5-F6L6+F7L7-F8L8=0]]>其中，F(xiàn)4是第一吊點(diǎn)拉桿的加載載荷，F(xiàn)5是第二吊點(diǎn)拉桿的加載載荷，F(xiàn)6是第三吊點(diǎn)拉桿的加載載荷，F(xiàn)7是第一作動(dòng)筒的加載載荷，F(xiàn)8是第二作動(dòng)筒的加載載荷，F(xiàn)9是第三作動(dòng)筒的加載載荷，L4是F4到重心點(diǎn)的力臂，L5是F5到重心點(diǎn)的力臂，L6是F6到重心點(diǎn)的力臂，L7是F7到重心點(diǎn)的力臂，L8是F8到重心點(diǎn)的力臂，L9是F9到重心點(diǎn)的力臂，G是加載板重量，θ4是F4與豎直方向夾角，θ5是F5與豎直方向夾角，θ6是F6與豎直方向夾角?？蛇x的，在所述步驟二，所述第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒的加載載荷方程為：F7=L8(G+F4cos(θ4)+F5cos(θ5)+F6cos(θ6))+(F6L6+F5L5-F4L4)L7+L8F8=L7(G+F4cos(θ4)+F5cos(θ5)+F6cos(θ6))-(F6L6+F5L5-F4L4)L7+L8F9=F4sin(θ4)-F5sin(θ5)-F6sin(θ6).]]>可選的，在所述步驟四中，是通過(guò)伺服控制器對(duì)所述第一作動(dòng)筒、第二作動(dòng)筒以及第三作動(dòng)筒的加載載荷進(jìn)行控制發(fā)明效果：本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置及方法，可以將試驗(yàn)件考核載荷簡(jiǎn)化為X-Y平面內(nèi)二個(gè)垂直和一個(gè)水平方向的三個(gè)施加載荷，從而簡(jiǎn)化了整個(gè)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了綜合加載；另外，對(duì)于不同的考核工況，根據(jù)建立的力-力矩平衡方程的數(shù)學(xué)模型只需按工況要求調(diào)整施加的載荷大小和方向即可實(shí)現(xiàn)，整個(gè)裝置不必做進(jìn)一步安裝調(diào)整，大大減少了調(diào)試安裝時(shí)間。附圖說(shuō)明圖1是現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)(試驗(yàn)組件)的受載示意圖；圖2是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置中加載板的受力示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(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(guò)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(méi)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(shuō)明。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。下面結(jié)合附圖1至圖3對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置，用于對(duì)試驗(yàn)組件2進(jìn)行靜力試驗(yàn)加載；可以包括安裝底座1、加載板3、作動(dòng)筒等部件。安裝底座1可以為多種適合的結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)組件2以常規(guī)安裝姿勢(shì)(即與實(shí)際運(yùn)用時(shí)的姿勢(shì)一致)通過(guò)螺栓固定設(shè)置在安裝底座1頂部，試驗(yàn)組件2上通常具有第一吊點(diǎn)拉桿21、第二吊點(diǎn)拉桿22以及第三吊點(diǎn)拉桿23。加載板3底部設(shè)置有多個(gè)第一加載部，第一加載部可以為多種結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中是設(shè)計(jì)成一個(gè)環(huán)狀的加載連接件。另外，第一加載部的位置和數(shù)量可以根據(jù)試驗(yàn)組件2上吊點(diǎn)的位置進(jìn)行適合的設(shè)置，本實(shí)施例中，第一加載部為四個(gè)，沿同一直線分布，且兩兩對(duì)稱分布在穿過(guò)加載板3重心(圖3中O點(diǎn))的垂線的兩側(cè)。試驗(yàn)組件2的第一吊點(diǎn)拉桿21、第二吊點(diǎn)拉桿22以及第三吊點(diǎn)拉桿23分別與一個(gè)第一加載部固定連接(模擬常規(guī)連接方式)，且第一吊點(diǎn)拉桿21、第二吊點(diǎn)拉桿22以及第三吊點(diǎn)拉桿23均呈常規(guī)安裝姿勢(shì)；進(jìn)一步，且加載板3的重心到第一吊點(diǎn)拉桿21和第三吊點(diǎn)拉桿23之間的距離相等。另外，在加載板3的頂部設(shè)置有多個(gè)位于同一水平面的第二加載部，側(cè)面設(shè)置有第三加載部。同樣，第二加載部和第三加載部的位置和數(shù)量可以根據(jù)試驗(yàn)組件2上吊點(diǎn)的位置進(jìn)行適合的設(shè)置。第一作動(dòng)筒41和第二作動(dòng)筒42是相對(duì)于水平面垂直布置；第一作動(dòng)筒41和第二作動(dòng)筒42的一端(圖2中的頂端)鉸接，另一端(圖2中的底端)均設(shè)置有一個(gè)測(cè)力計(jì)5，并通過(guò)測(cè)力計(jì)5分別與一個(gè)第二加載部鉸接。其中，第一作動(dòng)筒41和第二作動(dòng)筒42對(duì)稱分布在穿過(guò)加載板3重心的垂線的兩側(cè)，且第一作動(dòng)筒41及第二作動(dòng)筒42的端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與測(cè)力計(jì)5端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，進(jìn)一步，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線還均與第一吊點(diǎn)拉桿21一端端部鉸接點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行。第三作動(dòng)筒43與第一作動(dòng)筒41垂直，第三作動(dòng)筒43的一端(圖2中的右端)鉸接在一固定平面上，另一端設(shè)置有一個(gè)測(cè)力計(jì)5，并通過(guò)測(cè)力計(jì)5與一個(gè)三加載部鉸接；同樣，第三作動(dòng)筒43的端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和測(cè)力計(jì)5端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向均與第一作動(dòng)筒41端部繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。進(jìn)一步，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置還包括伺服控制器、載荷支架6。伺服控制器可以為MTS伺服控制器，用于分別受控地控制第一作動(dòng)筒41、第二作動(dòng)筒42以及第三作動(dòng)筒43加載載荷的大小。載荷支架6可以為多種適合的結(jié)構(gòu)；本實(shí)施例中優(yōu)選為矩形框架，設(shè)置在加載板3的豎直上方，第一作動(dòng)筒41和第二作動(dòng)筒42鉸接在載荷支架6頂部。具體地，在載荷支架6的頂部通過(guò)螺栓固定設(shè)置有安裝支座，第一作動(dòng)筒41和第二作動(dòng)筒42鉸接在安裝支座上。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置，可以將試驗(yàn)件考核載荷簡(jiǎn)化為X-Y平面內(nèi)二個(gè)垂直和一個(gè)水平方向的三個(gè)施加載荷，從而簡(jiǎn)化了整個(gè)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了綜合加載；另外，對(duì)于不同的考核工況，根據(jù)建立的力-力矩平衡方程的數(shù)學(xué)模型只需按工況要求調(diào)整三路外加載載荷的載荷大小和方向即可實(shí)現(xiàn)，整個(gè)裝置不必做進(jìn)一步安裝調(diào)整，大大減少了調(diào)試安裝時(shí)間。本發(fā)明還提供了一種上述發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：步驟一、構(gòu)建加載板3的力-力矩平衡方程組。特別如圖3所示，使用綜合加載板將輔助安裝節(jié)三個(gè)拉桿所受的復(fù)雜載荷轉(zhuǎn)換X-Y平面內(nèi)三個(gè)外加載載荷，最終得到如下力-力矩平衡方程組：F4sin(θ4)-F5sin(θ5)-F6sin(θ6)-F9=0-F4cos(θ4)-F5cos(θ5)-F6cos(θ6)+F7+F8-G=0F4L4-F5L5-F6L6+F7L7-F8L8=0]]>其中，F(xiàn)4是第一吊點(diǎn)拉桿的加載載荷，F(xiàn)5是第二吊點(diǎn)拉桿的加載載荷，F(xiàn)6是第三吊點(diǎn)拉桿的加載載荷，F(xiàn)7是第一作動(dòng)筒的加載載荷，F(xiàn)8是第二作動(dòng)筒的加載載荷，F(xiàn)9是第三作動(dòng)筒的加載載荷，L4是F4到重心點(diǎn)的力臂，L5是F5到重心點(diǎn)的力臂，L6是F6到重心點(diǎn)的力臂，L7是F7到重心點(diǎn)的力臂，L8是F8到重心點(diǎn)的力臂，L9是F9到重心點(diǎn)的力臂，G是加載板重量，θ4是F4與豎直方向夾角，θ5是F5與豎直方向夾角，θ6是F6與豎直方向夾角。步驟二、根據(jù)上述力-力矩平衡方程組得到第一作動(dòng)筒41、第二作動(dòng)筒42以及第三作動(dòng)筒43的加載載荷方程，分別如下：F7=L8(G+F4cos(θ4)+F5cos(θ5)+F6cos(θ6))+(F6L6+F5L5-F4L4)L7+L8F8=L7(G+F4cos(θ4)+F5cos(θ5)+F6cos(θ6))-(F6L6+F5L5-F4L4)L7+L8F9=F4sin(θ4)-F5sin(θ5)-F6sin(θ6).]]>步驟三、在預(yù)定的(任務(wù)要求給定)第一吊點(diǎn)拉桿21、第二吊點(diǎn)拉桿22以及第三吊點(diǎn)拉桿23的加載載荷要求條件下，再根據(jù)力矩平衡方程求解第一作動(dòng)筒41、第二作動(dòng)筒42以及第三作動(dòng)筒43加載載荷方程分別求出第一作動(dòng)筒41、第二作動(dòng)筒42以及第三作動(dòng)筒43的加載載荷。步驟四、按照求出的第一作動(dòng)筒41、第二作動(dòng)筒42以及第三作動(dòng)筒43的加載載荷分別對(duì)第一作動(dòng)筒41、第二作動(dòng)筒42以及第三作動(dòng)筒43進(jìn)行控制。例如可以通過(guò)伺服控制器分別進(jìn)行控制。本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置的試驗(yàn)方法的一個(gè)具體算例可以參照下表：其中，載荷方向以拉桿受拉為正。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助安裝節(jié)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)加載裝置的試驗(yàn)方法，可以將試驗(yàn)件考核載荷簡(jiǎn)化為X-Y平面內(nèi)二個(gè)垂直和一個(gè)水平方向的三個(gè)施加載荷，從而簡(jiǎn)化了整個(gè)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了綜合加載；另外，對(duì)于不同的考核工況，根據(jù)建立的力-力矩平衡方程的數(shù)學(xué)模型只需按工況要求調(diào)整三路外加載載荷的載荷大小和方向即可實(shí)現(xiàn)，整個(gè)裝置不必做進(jìn)一步安裝調(diào)整，大大減少了調(diào)試安裝時(shí)間。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3