一种机翼梁三点弯曲疲劳试验装置

本发明涉及飞机零部件试验，具体涉及一种机翼梁三点弯曲疲劳试验装置。

背景技术：

1、机翼主梁是机翼的主要承力零件，机翼上的载荷通过主梁而传至机身，机翼梁腹板在剪切疲劳载荷作用下，容易发生屈曲疲劳破坏，因此，飞机机翼梁的屈曲疲劳性能是保证机翼结构质量安全的重要指标，而三点弯曲试验作为疲劳试验的一种重要形式，通过在试样上方施加一集中载荷，使其在两支撑点之间发生弯曲变形，从而评估材料的抗弯强度、疲劳寿命等力学性能，试验装置主要由上压头(施加载荷)、试样、两个支撑点(或称为下压辊)以及数据采集系统组成，在试验过程中，上压头以恒定速率或循环加载的方式向下移动，对试样施加压力，直至试样达到预定的破坏条件或完成预定次数的循环加载。

2、目前用于机翼梁疲劳试验的装置多为常规三点弯曲装置加配套的夹具工装，而机翼梁所受载荷包括飞行时的空气动力(升力、阻力)，机动飞行时产生的惯性力，着陆时起落架的冲击力等，这些巨大的负荷使主梁承受弯曲和剪切的反复作用，同时还需要承受机翼振动产生的交变应力，而目前的三点弯曲疲劳试验装置施力方向单一，难以模拟出机翼梁在复杂工况下所受的载荷情况，为此提出一种机翼梁三点弯曲疲劳试验装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为解决目前的三点弯曲疲劳试验装置施力方向单一，难以模拟出机翼梁在复杂工况下所受的载荷情况的问题，本发明提供了一种机翼梁三点弯曲疲劳试验装置。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种机翼梁三点弯曲疲劳试验装置，包括试验台，所述试验台的顶部固定安装有四个定位电动滑轨，四个所述定位电动滑轨两两分组并对称分布在所述试验台顶部的两侧，所述定位电动滑轨的顶部均驱动安装有电动滑台，位于同一侧的两个所述电动滑台的顶部均设置有工装组件；

4、所述工装组件用于从上下两个方向对机翼梁进行固定；

5、所述工装组件包括固定安装于两个所述电动滑台顶部的工装台，所述工装台的顶部两侧均设置有下压电动推杆，两个所述下压电动推杆的顶端固定安装有同一个下压架，所述工装台的顶部和所述下压架的底部均设置有装配板，两个所述装配板相互靠近的一侧均固定安装有机翼梁工装，两个所述机翼梁工装相互对称；

6、所述试验台的顶部固定安装有多个均匀分布的滑架，多个所述滑架的顶端滑动安装有同一个上压板，所述试验台的顶部固定安装有多个均匀分布的上压液压杆，多个所述上压液压杆的伸缩端均固定安装有所述上压板的底部，所述上压板的底部固定安装有上压锥板头，所述上压锥板头位于两个所述工装组件之间，所述试验台的内部固定安装有竖直设置的下压液压杆，所述试验台的顶部开设有下压通孔，所述下压液压杆的伸缩端贯穿所述下压通孔并固定安装有下压锥板头，所述下压锥板头与所述下压液压杆的位置相对应，所述试验台的两侧均固定安装有侧翼机架，所述侧翼机架的顶端均固定安装有水平设置的侧压液压杆，两个所述侧压液压杆相互对称，所述侧压液压杆的伸缩端均固定安装有侧压板，所述侧压板的位置均与所述下压通孔的位置相对应。

7、进一步地，所述工装台的顶部均固定安装有振动伸缩台，所述工装台的一侧均固定安装有振荡器，所述振荡器的驱动端固定安装在所述振动伸缩台的伸缩端的一侧，两个所述装配板分别固定安装在所述振动伸缩台伸缩端的顶部和所述下压架的底部，两个所述下压电动推杆分别固定安装在所述振动伸缩台的伸缩端的两侧。

8、进一步地，所述工装台的一侧固定安装有水平设置的锁定电推杆，所述锁定电推杆的伸缩端固定安装有锁定板，所述振动伸缩台的一侧固定安装有与所述锁定板相适配的锁定环。

9、进一步地，所述试验台的一侧设置有装配机架，所述装配机架的顶端固定安装有水平设置的装配电动推杆，所述装配电动推杆的伸缩端固定安装有气动夹爪，所述气动夹爪的一侧设置有压头套板，所述压头套板朝向所述气动夹爪的一侧固定安装有夹持架，所述夹持架与所述压头套板相适配，所述压头套板的位置与所述上压锥板头的位置相对应，所述上压锥板头的顶部和所述压头套板的顶部两侧均开设有多个均匀分布的插接孔，所述上压板的底部固定安装有水平设置的插接电动推杆，所述插接电动推杆的伸缩端固定安装有多个与所述插接孔相适配的插接板。

10、进一步地，所述气动夹爪固定安装有激光定位仪，所述上压板的底部固定安装有与所述激光定位仪相适配的激光接收器。

11、进一步地，所述上压板的底部固定安装有挡板，所述挡板与所述上压锥板头远离所述压头套板的一侧相接触。

12、进一步地，所述试验台的顶部固定安装有两个冷却箱，位于同一侧的所述冷却箱位于两个所述定位电动滑轨之间，所述冷却箱的顶部固定安装有冷却泵，所述冷却泵的输水端和进水端均固定安装有三通管，其中一个所述三通管与所述冷却箱的内部相连通，两个所述三通管的一侧分别固定安装有两个输液管和两个回流管，两个所述输液管分别延伸至两个所述装配板的内部，两个所述回流管分别延伸至两个所述装配板的内部，位于同一个所述回流管内部的所述输液管与所述回流管相互连接。

13、进一步地，所述工装台的一侧固定安装有加热器，所述装配板的内部均固定安装有电热丝，所述加热器的顶部固定安装有两个输电导线，开关所述输电导线分别延伸至两个所述装配板的内部并分别与两个所述电热丝相连接。

14、本发明的有益效果如下：

15、1、本发明通过设置上压锥板头和下压锥板头，使得上压锥板头和下压锥板头交替对机翼梁顶部和底部持续施加负载，配合四个机翼梁工装对机翼梁两端的双向固定，实现对机翼梁的双向三点弯曲疲劳测试，模拟飞行器起落时、抬升或降落时机翼梁所受的持续负载，使试验结果接近极端情况下机翼梁的负载状况；

16、2、本发明通过设置侧压液压杆，使得两侧的侧压板交替接触机翼梁的前后两侧并对机翼梁进行持续加载，使机翼梁受到侧面的负载作用，模拟飞行器正常飞行、加速或减速飞行时机翼梁所受的空气阻力以及惯性作用对机翼梁结构强度的影响，为弯曲疲劳试验提供更多复杂工况的选择；

17、3、本发明通过设置振动伸缩台，使得机翼梁两端的振荡器启动并带动振动伸缩台上部的伸缩端进行竖直振荡，从而通过顶部的装配板、机翼梁工装带动机翼梁进行振荡，模拟飞行器飞行过程中紊乱的气流和内部动力部件导致机翼振动产生的交变应力对机翼梁的影响，实现对机翼梁的振荡试验；

18、4、本发明通过设置锁定电推杆，使得振荡试验结束后，振荡器复位，此时锁定电推杆驱动锁定板与锁定环相互插接，使振动伸缩台的上部伸缩端与工装台锁定在一起，辅助振荡器对振动伸缩台进行固定，避免振动伸缩台上下活动，防止对机翼梁进行上下三点弯曲疲劳试验时，振动伸缩台产生上下滑移，影响试验精度；

19、5、本发明通过设置压头套板，使得上压锥板头复位后，气动夹爪携带压头套板朝套接在上压锥板头上，使压头套板与上压锥板头装配在一起，改变了施压件的外形与尺寸，在下压锥板头结束试验后，上压锥板头携带压头套板重新对机翼梁进行施压，提升机翼梁所受模拟负载的复杂度，提高试验数据的可靠性；

20、6、本发明通过设置激光定位仪和激光接收器，使得在装配压头套板前，上压液压杆驱动上压板复位，激光定位仪会朝向上压锥板头一侧发射激光，使激光被上压板底部的激光接收器接收，实现定位，防止因上压板抬升不到位，导致上压锥板头与压头套板出现上下错位，进而出现上压锥板头与压头套板无法装配在一起的问题；

21、7、本发明通过设置挡板，使得在气动夹爪将压头套板送至上压锥板头处并与上压锥板头套接时，挡板可以对压头套板进行阻挡限位，防止压头套板移动过度，进而导致三个插接孔交错，出现插接板无法卡入插接孔的问题；

22、8、本发明通过设置冷却箱，冷却箱的内部储存有冷却液，在机翼梁遭受上下或前后的负载作用时，冷却泵会从冷却箱中抽取冷却液并输入输液管中，使冷却液在输液管、回流管和冷却箱之间进行循环，从而使上下的装配板都被冷却，从而传导机翼梁两端的热量，检测机翼梁在低温状况下遭遇负载作用时产生的变化；

23、9、本发明通过设置加热器，使得加热器经输电导线控制装配板内部的电热丝升温，从而经装配板和机翼梁工装加热机翼梁两端，检测机翼梁在高温状况下遭遇负载作用时产生的变化，同时可以控制机翼梁两端的温度，使机翼梁在两端存在较大温差的情况下接受弯曲疲劳试验，增加试验的极端情况，提高试验强度。