СТЕНД ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ АГРЕГАТОВ, ВРАЩАЮЩИХСЯ В ПЛОСКОСТИ АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПОТОКОВ

Предполагаемая полезная модель относится к испытательной технике, а именно для проведения испытаний на прочность агрегатов, форма которых задана телом вращения, с целью оценки целесообразности выбранной конструкции и материалов при разработке новой техники путем формирования программного блока нагружения, наилучшим образом воспроизводящего реальное нагружение в типовой эксплуатации: с соответствующим распределением нагрузок; реализацией их изменений по каждой зоне за весь период; с воспроизведением других характерных условий и особенностей нагружения различных частей.
Известны «Методика и техника испытаний на выносливость планера самолета» (ЦАГИ, 1972 г.) и «Инструкция по проведению лабораторных и стендовых испытаний на прочность опытных и серийных самолетов и гидросамолетов», (МАП, 1972 г.), где в типовой стенд прочностных испытаний входят стационарные силовые конструкции здания, нагрузочные узлы, объединенные рычажной системой, динамометры (другие датчики измерения величины нагрузки в канале нагружения).
Расположение нагрузочных узлов (наклеенных на поверхность конструкции лямок) относительно сечений, описанное в данной методике, неизбежно внося погрешности и усложняя повторяемость модели нагружения, снижает технологичность и универсальность процесса испытания агрегатов, вращающихся в плоскости аэрогидродинамических потоков.
Заявляемой полезной моделью для всех случаев нагружения решается задача общей номенклатуры комплектующих стенда и расположения точек нагружения: количества и расположения нагрузочных узлов (лямок) и рычагов. Это обеспечивает высокую сходимость нагруженности агрегатов, вращающихся в плоскости аэрогидродинамических потоков, при повороте в плоскости набегающего потока.
Технический результат достигается тем, что стенд прочностных испытаний, содержащий силовые конструкции, нагрузочные узлы (лямки), объединенные унифицированной рычажной системой, датчики измерения величины нагрузки, силовозбудители, проектируется, исходя из того, что поверхность агрегатов в зависимости от интенсивности прилагаемой силовозбудителем нагрузки теоретически разбивается на секторы. Внутри каждого из секторов закрепляются радиально распределенные нагрузочные узлы (лямки), объединяются унифицированной рычажной системой в группы, называемые модулями.
Таким образом, заявляемая полезная модель соответствует критерию "новизна". Заявляемое решение пригодно к осуществлению промышленным путем.
Сущность полезной модели поясняется на примере агрегата эллипсоидной формы нижеследующим описанием и схемами:
- фиг. 1 - схема стенда прочностных испытаний (вид спереди);
- фиг. 2 - схема стенда прочностных испытаний (вид сбоку);
- фиг. 3 - схема расклейки нагрузочных узлов (лямок);
Стенд состоит из ряда нагружающих устройств. Колонны 1 закреплены на силовом полу лаборатории. На колонны 1 крепятся портальные балки 2, на которых подвешены силовозбудители 3 для приложения нагрузки на верхнюю поверхность агрегата 4, датчики S измерения величины нагрузки. Для приложения нагрузки к нижней поверхности агрегата 4 датчики 6 измерения величины нагрузки, силовозбудители 7 крепятся к силовому полу. В зависимости от высоты стенда переход к унифицированной рычажной системе 8 может осуществляться посредством элементов силовой цепочки 9. Унифицированная рычажная система 8 в свою очередь объединяет нагрузочные узлы (лямки) 10, собранные в модули.
На этапе подготовки производится разметка и расклейка нагрузочных узлов (лямок) 10 в соответствии с делением поверхности агрегата 4 на секторы согласно распределению нагруженности и количеству (углам) поворотов, обеспечивая при этом требуемую точность воссоздания внешних нагрузок независимо от положения. Далее нагрузочные узлы (лямки) 10 группируются в модули по интенсивности нагружения для любого из заданных положений с точкой навески унифицированной рычажной системы 8 в фокусе суммарной нагрузки. Унифицированная рычажная система 8 собирает распределенные нагрузки в сосредоточенную силу, которая замыкается на силовозбудителе 3, 7 (количество силовозбудителей 3, 7 определяется величиной нагрузки, эпюрой распределения внешних сил и ограничивается возможностями системы управления нагружения или конструктивными особенностями).
Управление стендом осуществляется ЭВМ посредством передачи электрического сигнала на соответствующие управляющие комплексы, приводящие в движение силовозбудители 3, 7 и контролируется датчиками 5, 6 измерения величины нагрузки в соответствии с заявленными требованиями. При этом необходимое усилие передается на унифицированную рычажную систему 8, определяющую закон распределения нагрузок по поверхности от воздействия сосредоточенных сил, воспроизводимых силовозбудителями 3, 7. В свою очередь усилие от унифицированной рычажной системы 8 распределяется по поверхности агрегата 4 посредством модулей нагрузочных узлов (лямок) 10.
После выполнения этапа для текущего положения унифицированная рычажная система 8 отстыковывается от модулей, фиксируется в пространстве в непосредственной близости к агрегату 4, не ограничивая его вращение. После чего выполняется поворот испытываемого объекта в следующее положение. Испытания очередного этапа продолжаются без дополнительных трудозатрат вследствие сохранения секторной разметкой положения точек навески унифицированной рычажной системы 8.
Предлагаемое секторное размещение нагружающих узлов (лямок) позволяет:
- с высокой точностью позиционировать фокусы модулей при поворотах;
- не выполнять дополнительных расчетов;
- не выполнять перемонтажных работ унифицированной рычажной системы.
Как следствие:
- достигается высокая степень повторяемости испытаний,
- сокращается временной цикл испытаний при существенной экономии трудовых ресурсов.