一种螺旋桨桨叶疲劳试验装置的制作方法

1.本发明涉及试验装置领域，更具体的说，涉及一种螺旋桨桨叶疲劳试验装置。


背景技术：

2.工程结构在使用过程中，都承受着交变载荷，会发生疲劳破坏，为保障其安全性，需要测试其疲劳性能。例如，螺旋桨桨叶作为飞机的最关键的几大部件之一，长期承受复杂的周期交变载荷，因此它性能的好与坏直接影响飞机的总体性能，同时关系到飞行的安全。目前解决这一问题的有效方法即是通过疲劳试验，从而获得桨叶的疲劳性能。
3.但是，目前现有的螺旋桨桨叶疲劳试验装置承载能力有限，载荷作用点比较集中，与桨叶实际工作情况有偏差，且机构复杂。
4.因此，需要具体分析螺旋桨桨叶的的工作原理和疲劳试验要求，设计一种疲劳试验装置，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种螺旋桨桨叶疲劳试验装置，其具体技术方案如下：
6.一种螺旋桨桨叶疲劳试验装置，包括桨叶根部固持端法兰盘和桨尖端载荷加载装置，所述桨叶根部固持端法兰盘固定于试验台上，且螺旋桨的桨叶根部与所述桨叶根部固持端法兰盘相固定，桨叶尖端与所述桨尖端载荷加载装置相固定；所述桨尖端载荷加载装置包括装置外壳、中心圆柱、圆柱拉绳、横梁以及作动筒连接器，所述装置外壳的内部为空心结构，所述中心圆柱设于所述装置外壳的内部，并与伸入所述装置外壳内部的桨叶尖端相固定；所述圆柱拉绳固定于所述中心圆柱上远离桨叶尖端的一侧；所述横梁设有两个，将桨叶尖端延伸的方向定义为前端，则两个所述横梁分设于所述装置外壳上的左右两侧，且所述横梁的轴线方向与桨叶的轴线方向相垂直；两个所述横梁的端部均伸入所述装置外壳内部，并分别与桨叶尖端的两侧相固定；两个所述横梁上各设有一力加载装置，且两个所述力加载装置对应加载在所述横梁上的力分别为向上和向下；所述作动筒连接器垂直固定于所述装置外壳的上表面，以带动所述桨尖端载荷加载装置及桨叶实现在竖直方向上的上下摆动。
7.通过采用上述技术方案，本发明提供了一种螺旋桨桨叶疲劳试验装置，该试验装置通过桨叶根部固持端法兰盘将桨叶根部固定在试验台上，而桨叶尖部的主要加载载荷有三个主要组成部分，包括桨叶轴线方向的离心力、竖直方向的气动力以及两侧共同作用加载扭矩。
8.本发明装置可以真实地模拟桨叶的受力情况，包括桨叶本身离心力，气动扭矩、离心扭矩、气动力等。该试验装置操作简单，安全性好，承载能力强，可以加载较大载荷，桨叶加载准确，避免了集中应力，符合实际工况，且完全满足疲劳试验的要求，对桨叶的疲劳试验和寿命评估具有极大的实际应用价值。
9.优选的，所述装置外壳和所述中心圆柱均为钢结构，所述圆柱拉绳为钢丝绳。
10.优选的，所述横梁分为第一横梁和第二横梁，所述第一横梁上设有第一力加载装置，所述第二横梁上设有第二力加载装置；所述第一力加载装置包括设于所述第一横梁上方的滑轮以及一端设于所述第一横梁上表面的第一拉力绳，所述第一拉力绳的另一端绕过所述滑轮的滑槽后向下垂落，且该端部对应设置有第一挂钩；所述第二力加载装置包括一端设于所述第二横梁下表面的第二拉力绳，所述第二拉力绳的另一端向下垂落，且该端部对应设置有第二挂钩。
11.通过向下拉动第一挂钩、第二挂钩，或者在第一挂钩、第二挂钩上吊装相应重量的秤砣，便可对桨叶两侧共同作用加载扭矩。
12.优选的，所述第一拉力绳和所述第二拉力绳均为钢丝绳。
13.优选的，所述第一拉力绳在所述第一横梁上表面上的位置可调节，所述第二拉力绳在所述第二横梁下表面上的位置可调节，以便对桨尖端载荷加载装置两侧所施加的载荷的大小进行针对性调节。
14.优选的，所述作动筒连接器的底部通过底座和螺钉连接在所述装置外壳上。
15.优选的，所述底座的面积不小于所述装置外壳上表面的30％，以便实现对桨尖端载荷加载装置上部加载较大载荷。
16.优选的，所述底座为花瓣形。
17.优选的，所述桨叶根部固持端法兰盘为钢结构，其端面设有不少于10个螺钉，中心部位开设有圆孔，且所述桨叶根部固持端法兰盘的形状为方形、圆形或椭圆形。
18.优选的，所述横梁为钢结构，长度不小于500mm，以便实现对桨叶的扭矩加载，以及实现对桨尖端载荷加载装置两侧加载较大载荷。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1为本发明的整体结构示意图。
21.图中：1-桨叶根部固持端法兰盘，2-装置外壳，3-中心圆柱，4-圆柱拉绳，5-作动筒连接器，6-第一横梁，7-第二横梁，8-滑轮，9-第一拉力绳，10-第一挂钩，11-第二拉力绳，12-第二挂钩，13-底座，14-桨叶。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.实施例：
24.如图1所示，本发明实施例提供了一种螺旋桨桨叶疲劳试验装置，包括桨叶根部固持端法兰盘1和桨尖端载荷加载装置。
25.桨叶根部固持端法兰盘1固定于试验台上，且螺旋桨的桨叶14根部与桨叶根部固
持端法兰盘1相固定，桨叶14尖端与桨尖端载荷加载装置相固定。
26.进一步的，桨叶根部固持端法兰盘1为钢结构，其端面设有不少于10个m16螺钉，中心部位开设有圆孔，且桨叶根部固持端法兰盘1的外形形状不限，可以为方形、圆形或椭圆形等。
27.桨尖端载荷加载装置包括装置外壳2、中心圆柱3、圆柱拉绳4、横梁以及作动筒连接器5。
28.装置外壳2的内部为空心结构，中心圆柱3设于装置外壳2的内部，并与伸入装置外壳2内部的桨叶14尖端相固定；圆柱拉绳4固定于中心圆柱3上远离桨叶14尖端的一侧。
29.同时，装置外壳2和中心圆柱3均为钢结构，圆柱拉绳4为钢丝绳。
30.以上圆柱拉绳4通过向外拉动中心圆柱3结构，可以真实的模拟加载桨叶14轴线方向的离心力载荷，且还可以进一步加载较大载荷。
31.横梁设有两个，两个横梁均为钢结构，且长度不小于500mm；将桨叶14尖端延伸的方向定义为前端，则两个横梁分设于装置外壳2上的左右两侧，且横梁的轴线方向与桨叶14的轴线方向相垂直；两个横梁的端部均伸入装置外壳2内部，并分别与桨叶14尖端的左右两侧相固定。
32.两个横梁上各设有一力加载装置，且两个力加载装置对应加载在横梁上的力分别为向上和向下。
33.具体的，横梁分为第一横梁6和第二横梁7，第一横梁6上设有第一力加载装置，第二横梁7上设有第二力加载装置；第一力加载装置包括设于第一横梁6上方的滑轮8以及一端设于第一横梁6上表面的第一拉力绳9，第一拉力绳9的另一端绕过滑轮8的滑槽后向下垂落，且该端部对应设置有第一挂钩10；第二力加载装置包括一端设于第二横梁7下表面的第二拉力绳11，第二拉力绳11的另一端向下垂落，且该端部对应设置有第二挂钩12。第一拉力绳9和第二拉力绳11均为钢丝绳。
34.为了进一步优化上述技术方案，第一拉力绳9在第一横梁6上表面上的位置可调节，第二拉力绳11在第二横梁7下表面上的位置也可调节。
35.以上两个力加载装置通过对对应的横梁施以相反方向的力，可以真实的模拟加载桨叶14两侧的共同作用扭矩，且还可以进一步加载较大的载荷。
36.作动筒连接器5垂直固定于装置外壳2的上表面，以带动桨尖端载荷加载装置及桨叶14实现在竖直方向上的上下摆动。
37.进一步的，作动筒连接器5的底部通过底座13和螺钉连接在装置外壳2上。
38.更进一步的，作动筒连接器5的底座13面积不小于装置外壳2上表面的30％。同时，该底座13优选为花瓣形。
39.以上作动筒连接器5结构通过不断做功，可以真实的模拟加载桨叶14竖直方向的气动力、气动扭矩，且还可以进一步加载较大载荷。
40.因此，本发明装置可以真实地模拟桨叶14的受力情况，包括桨叶14本身离心力，气动扭矩、离心扭矩、气动力等。该试验装置安全性好，承载能力强，可以加载较大载荷，桨叶14载荷加载准确，操作简单，完全满足疲劳试验的要求，对桨叶14的疲劳试验和寿命评估具有极大的实际应用价值。
41.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。