一种预紧力加载装置的制作方法

1.本技术涉及模态试验技术领域，具体涉及一种预紧力加载装置。


背景技术：

2.飞行器在实际飞行过程中，机翼、舵面等处均承受气动力载荷，从而改变机翼或舵面连接处的刚度，其它部位也会存在由气动力和内部运动引起的载荷和变形，为保证飞行器地面力学试验的有效模拟，特别是模态试验时获取准确可靠的模态参数，应尽可能真实地模拟飞行器结构的载荷技术状态(包括载荷、变形等)。为此，一般在地面力学试验中(尤其是模态试验)必须需要一套预紧力加载装置对试验件施加作用力，以满足试验件不同部位的预定载荷和位移条件要求，以及实现结构间连接预紧、消除间隙的作用。由于不同飞行器、不同层级结构的尺寸、位置、预紧力大小、载荷加载角度、结构表面承载及连接要求不同，预紧力加载装置的精确设计和通用化存在难点。
3.预紧力加载装置因试验件的外形、载荷大小和方向等要求差异较大，为非标设备，现有的预紧力加载装置只能对特定的试验件施加单一方向、大小固定的预紧力，无法满足不同层级、不同结构的模态试验要求，不同试验件间无法借用或调节，通用性较差。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本技术旨在提供一种预紧力加载装置，用于向试验件施加预紧力，所述试验件具有用于施加预紧力的作用面，所述加载装置包括：
5.基座，所述基座具有承载面，所述承载面用于安装所述试验件；
6.弹力件，所述弹力件具有第一端和第二端，所述第一端通过固定组件连接于所述作用面上；
7.调力组件，与所述第二端连接，用于调节所述弹力件施加到所述试验件上的预紧力的大小；
8.角度调节组件，与所述弹力件连接，用于调节所述第一端与所述作用面的夹角。
9.根据本技术实施例提供的技术方案，所述角度调节组件包括：
10.调角组件，所述调角组件包括底板、设于所述底板上的倾斜板以及设于倾斜板上的滑轮；所述弹力件绕过所述滑轮与所述调力组件连接；
11.支撑组件，所述底板安装于所述支撑组件上。
12.根据本技术实施例提供的技术方案，所述支撑组件包括两个沿平行于第一方向排列的支撑架，两个所述支撑架上相对远离所述基座侧沿第二方向设有滑槽，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第一方向为所述滑轮的轴的方向；所述调角组件固定于所述滑槽内的任意位置。
13.根据本技术实施例提供的技术方案，所述底板安装于所述支撑组件的顶部。
14.根据本技术实施例提供的技术方案，所述调角组件的所述倾斜板和所述底板的连接端设有开口。
15.根据本技术实施例提供的技术方案，所述调力组件包括测力组件和调力拉杆，所述测力组件一端与所述第二端连接，另一端与所述调力拉杆连接，用于显示所述弹力件的拉力；所述调力拉杆用于调节所述弹力件的拉力。
16.根据本技术实施例提供的技术方案，所述调力拉杆包括：两个平行设置的拉杆和设于所述拉杆端部的两个调节螺母，所述拉杆的两端部固定于所述调节螺母的外沿；穿过两个所述调节螺母设有与其螺纹连接的左螺杆和右螺杆，所述右螺杆相对远离与其对应的调节螺母端与所述测力组件连接，所述左螺杆相对远离与其对应的调节螺母端固定。
17.根据本技术实施例提供的技术方案，所述固定组件为玻璃钢块，所述玻璃钢块一端与所述作用面胶接，至少一个侧面设有螺纹孔。
18.根据本技术实施例提供的技术方案，所述固定组件为帆布拉带，所述帆布拉带包括与所述作用面胶接的底布，以及设于所述底布相对远离所述试验件侧的套环，所述套环用于与所述弹力件连接。
19.根据本技术实施例提供的技术方案，所述倾斜板一端固定连接与所述底板，另一端设有调节件，所述调节件与所述底板螺纹连接，所述调节件相对远离所述底板的端部可抵住所述倾斜板；所述调节件可调节所述倾斜板与所述底板之间的夹角。
20.综上所述，本技术提出一种预紧力加载装置，用于向试验件施加预紧力，试验件上具有施加预紧力的作用面，通过在基座上安装试验件，试验件的作用面上连接有弹力件，弹力件通过固定组件连接于试验件上，弹力件的另一端与调力组件连接，调力组件用于调节弹力件施加到试验件上的预紧力的大小；弹力件连接有角度调节组件，用于调节弹力件与作用面的夹角，故改变了作用在试验件上的预紧力的方向；本装置无需考虑试验件的外形，通过固定组件可任意改变在试验件施加预紧力的作用点的位置，通过调力组件和角度调节组件可改变预紧力的大小和方向，各组件之间通过机械连接，连接方便，通用性较强。
附图说明
21.图1为本技术实施例提供的一种预紧力加载装置的结构示意图；
22.图2为本技术实施例提供的调角组件的结构示意图；
23.图3为本技术实施例2提供的一种包括支撑架的预紧力加载装置的结构示意图；
24.图4为本技术实施例2提供的一种不包括支撑架的预紧力加载装置的结构示意图；
25.图5为本技术实施例提供的调力拉杆的结构示意图；
26.图6为本技术实施例提供的帆布拉带的结构示意图。
27.图中所述文字标注表示为：
28.1、试验件；11、作用面；2、基座；21、承载面；3、弹力件；4、固定组件；41、帆布拉带；411、底布；412、套环；4121、垫布；4122、套布；5、角度调节组件；51、支撑组件；511、支撑架；5111、间隙；512、滑槽；52、调角组件；521、底板；522、倾斜板；523、滑轮；524、开口；53、支撑铸块；6、调力组件；61、测力组件；62、调力拉杆；621、拉杆；622、调节螺母；623、左螺杆；624、右螺杆；625、c型勾。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描
述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
31.实施例1
32.诚如背景技术中提到的，针对现有技术中的问题，本技术提出了一种预紧力加载装置，用于向试验件1施加预紧力，所述试验件1具有用于施加预紧力的作用面11，如图1所示，所述加载装置包括：
33.基座2，所述基座2具有承载面21，所述承载面21用于安装所述试验件1；可选地，所述基座2为长方体，所述承载面21设于所述基座2的顶部，所述基座2的底部固定于厂房基础或地面，根据施加至所述试验件1上的预紧力情况，可选择不同高度的所述基座2；
34.弹力件3，所述弹力件3具有第一端和第二端，所述第一端通过固定组件4连接于所述作用面11上；优选地，所述弹力件3为弹力绳，可根据预先计算的施加到所述试验件1上的作用点的位置以及载荷大小来确定所述弹力绳的直径和类型；
35.调力组件6，与所述第二端连接，用于调节所述弹力件3施加到所述试验件1上的预紧力的大小；
36.角度调节组件5，与所述弹力件3连接，用于调节所述第一端与所述作用面11的夹角；故可改变作用到所述试验件1上的预紧力的方向；故本装置无需考虑所述试验件1的外形，通过所述固定组件4可任意改变在所述试验件1施加预紧力的作用点的位置，通过所述调力组件6和所述角度调节组件5可改变预紧力的大小和方向，各组件之间通过机械连接，连接方便，通用性较强。
37.进一步地，如图1和图2所示，所述角度调节组件5包括：
38.调角组件52，所述调角组件52包括底板521、设于所述底板521上的倾斜板522以及设于倾斜板522上的滑轮523；所述弹力件3绕过所述滑轮523与所述调力组件6连接；优选地，所述底板521和所述倾斜板522都为矩形，所述倾斜板522关于所述底板521的宽度中心线对称，所述倾斜板522的设置便于预紧力角度的调节；垂直于所述倾斜板522设有滑轮支架，其之间设有所述滑轮523，所述滑轮523的轴的两端设于所述滑轮支架上；所述弹力件3和所述滑轮523的作用点为支点，所述支点在所述第二端的上方，而所述第一端在所述第二端和所述支点的延长线偏向所述基座2侧，使得向所述试验件1施加预紧力时需要经过所述滑轮523，通过所述滑轮523向所述试验件1施加预紧力，在实现改变预紧力方向的前提下，减小了所述弹力件3和所述支点的摩擦力，提高了向所述试验件1施加预紧力的精度；
39.支撑组件51，所述底板521安装于所述支撑组件51上，具体地，所述支撑组件51底部固定于厂房基础或地面，其上设有螺纹孔，所述调角组件52的所述底板521上设有多个安装通孔，可通过螺栓穿过所述安装通孔将其固定于所述支撑组件51的螺纹孔上。
40.进一步地，所述支撑组件51包括两个沿平行于第一方向排列的支撑架511，两个所述支撑架511上相对远离所述基座2侧沿第二方向设有滑槽512，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第一方向为所述滑轮523的轴的方向；所述调角组件52固定于所述滑槽512内的任意位置。具体地，所述第二方向为竖直方向，所述第一方向平行于所述底板521的长度中心线的方向；所述滑槽512内壁设有螺纹，通过螺栓穿过所述底板521上的安装通孔可
将其固定于所述滑槽512的任意位置，故实现了所述调角组件52沿所述第二方向移动，从而所述弹力件3从所述支点到所述第一端的部分与所述作用面11之间的夹角，实现了改变所述预紧力的方向。
41.优选地，两个所述支撑架511之间设有间隙5111，所述滑轮523设于与所述间隙5111的相对应处，优选地，所述预紧力的方向与所述作用面11垂直，但当所述第一端在所述支点的下方时，所述弹力件3从所述支点到所述第一端的部分可能会与所述支撑架511发生干涉，故两个所述支撑架511之间设有间隙5111，可避免此场景下与所述弹力件3产生干涉。
42.进一步地，所述调角组件52的所述倾斜板522和所述底板521的连接端设有开口524；当所述调角组件52安装于所述滑槽512上时，所述倾斜板522与所述底板521之间的夹角的开口方向朝下，故在所述第一端低于所述支点的场景下，所述弹力件3可能与所述底板521和所述倾斜板522的顶部发生干涉，故如图2所示，在所述倾斜板522和所述底板521上开设有开口524。
43.实施例2
44.与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：如图1和图3所示，所述底板521安装于所述支撑组件51的顶部；具体地，所述支撑组件51包括设于所述支撑架511和设于所述支撑架511底部的支撑铸块53，本实施例包括两种场景，一是，所述底板521固定于所述支撑架511的顶部，具体地，两个所述支撑架511底部连接有一个装配板，通过所述装配板将所述支撑架511设于所述支撑铸块53的顶部，当要求所述支撑组件51的高度较高时，可将所述支撑架511和所述支撑铸块53同时使用，将所述调角组件52安装在所述支撑架511的顶部；每个所述支撑架511的顶部都具有螺纹孔，所述调角组件52通过所述底板521与所述螺纹孔螺纹连接，此时所述支点设于所述支撑架511的顶部，所述倾斜板522和所述底板521之间的夹角的开口朝向所述试验件1；二是，如图4所示，当所述支撑组件的高度要求不高时，可不用安装所述支撑架511，所述调角组件52安装在所述支撑铸块53的顶部，在此场景下，所述倾斜板522与所述底板521之间的夹角的开口方向朝向所述试验件1，所述倾斜板522和所述底板521的连接端的外沿与所述支撑铸块53顶部的相对远离所述基座2侧的边沿对齐，本实施例为改变预紧力的方向提供了另一种选择。
45.实施例3
46.在实施例1或实施例2的基础上，进一步地，如图1所示，所述调力组件6包括测力组件61和调力拉杆62，所述测力组件61一端与所述第二端连接，另一端与所述调力拉杆62连接，用于显示所述弹力件3的拉力；所述调力拉杆62用于调节所述弹力件3的拉力。优选地，所述测力组件61为测力计，所述测力计可对预紧力加载装置的实际加载大小进行实时监测，可选地，所述测力计为弹簧型亦可为电子测力计，本实施例中选用的所述测力计的型号为韦度wd-1k；所述测力计的两端设有吊耳，所述吊耳用于与所述弹力件3和所述调力拉杆62连接。
47.进一步地，如图5所示，所述调力拉杆62包括：两个平行设置的拉杆621和设于所述拉杆621端部的两个调节螺母622，所述拉杆621的两端部固定于所述调节螺母622的外沿；穿过两个所述调节螺母622设有与其螺纹连接的左螺杆623和右螺杆624，所述右螺杆624相对远离与其对应的调节螺母端622与所述测力组件61连接，所述左螺杆623相对远离与其对应的调节螺母622端固定。具体地，所述右螺杆624和所述左螺杆623相对远离的端部设有c
型勾625，所述右螺杆624的所述c型勾625可挂在所述测力计相对靠近所述右螺杆624的吊耳上；地面或厂房基础上固定有底座22，左螺杆623相对远离所述右螺杆624的端部连接有钢丝绳626，所述钢丝绳626的一端固定连接于所述底座22的顶面；由于特定场景下，施加到所述试验件1上的预紧力较大，故使用时，可利用撬棍，穿过两个所述拉杆621之间，撬棍的方向与所述拉杆621的方向垂直，通过转动撬棍带动两个所述拉杆621转动，从而带动与所述拉杆621连接的调节螺母622转动，进而实现了所述左螺杆623和所述右螺杆624向靠近或远离的方向同时移动，实现了预紧力的增大或者减小；通过在所述拉杆621的两端设置所述左螺杆623和所述右螺杆624，可增大所述弹力件3的行程，另外，根据选用的所述测力计精度以及所述弹力件3直径以及所述左螺杆623和所述右螺杆624的步进调节实现施加到所述试验件1上的预紧力的分级加载，可根据载荷要求配备10kg、10kg～50kg、50kg～100kg等不同规格的预紧力，分级加载分级增量最小可达1kg，载荷精度高于0.2kg。
48.实施例4
49.在实施例3的基础上，进一步地，所述固定组件4为玻璃钢块，所述玻璃钢块一端与所述作用面11胶接，至少一个侧面设有螺纹孔。优选地，所述玻璃钢块为长方体，其中一个侧面通过强力胶水胶接于所述试验件1的表面，其相对远离所述试验件1的顶面和相对远离所述基座2的侧面都设有螺纹孔，可选地，在所述螺纹孔内固定吊耳或者螺钉，用于与所述弹力件3进行连接，使用时，根据预紧力的大小和方向进行选择；所述固定组件4的材质选择玻璃钢，一方面，玻璃钢可以设置螺纹孔，通过机械螺接的方式与外部组件进行连接，另一方面，玻璃钢附加质量较轻，易打磨粘接。
50.实施例5
51.与实施例4相同之处不再赘述，不同之处在于：如图6所示，所述固定组件4为帆布拉带41，所述帆布拉带41包括与所述作用面11胶接的底布411，以及设于所述底布411相对远离所述试验件1侧的套环412，所述套环412用于与所述弹力件3连接。具体地，所述套环412包括垫布4121和套布4122，所述套布4122和垫布4121采用锦丝平纹绸帆布，所述底布411采用白棉帆布，所述底布411、所述套布4122和所述垫布4121通过均匀分布的多列棉丝线进行缝制，保证拉带整体具有极高的承载能力，所述底布411的背面具有较大的粘接面积，可通过胶水用于与所述试验件1之间的粘接，使用时，所述套环412朝向所述支撑组件51侧，所述帆布拉带41的附加质量较小，质量小于10g，其具有较大的接触面积且具有较高的承载力，可通过承载力的要求设计不同规格尺寸的所述帆布拉带41。
52.实施例6
53.在实施例4或实施例5的基础上，进一步地，所述倾斜板522一端固定连接于所述底板521，另一端设有调节件，所述调节件与所述底板521螺纹连接，所述调节件相对远离所述底板521的端部可抵住所述倾斜板522；所述调节件可调节所述倾斜板522与所述底板521之间的夹角。可选地，所述调节件设于所述倾斜板522的相对远离所述底板521端部的中心位置，所述调节件为螺杆，可与所述底板521螺纹连接，相对靠近所述倾斜板522的端部具有可与所述倾斜板522贴合的倾斜面，确保所述倾斜面受力后仍能保持稳定，通过旋转所述螺杆可调节所述倾斜板522与所述底板521不接触的一端靠近或者远离所述底板521，从而改变所述倾斜板522和所述底板521之间的夹角大小，进而增大了预紧力角度的调节范围，提高了此加载装置的适用性。
54.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本技术的保护范围。