Способ испытаний образца элементов авиационных конструкций и устройство для приложения нагрузки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 0 01 НИЯ ИЗОБ ЕЛЬСТ У е Аедствам прочноости длявечност вестен тов аийс элемен включающленный в захнагружают вновременно нмическогочастотой акусИзвестнонагрузки приавиационны и ций при ных осе- изгибаюаторных ческих и х на эле- эксплуаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е,Жуковского (72) Г.Г.Заверюха и Г,В.Лилеев(56) Дворкин Я.Л. Исследование влияния высокочастотных нагрузок малых амплитуд на усталостную прочностьавиаматериалов при их повторно-статическом нагружении. Автореферат диссертации. Новосибирский электротехнический ин-т. 1974.Марин Н.И. Статическая выносливость элементов авиационных конструкций. М.: Машиностроение, 1968, с, 40, рис, 28.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦА ЭЛЕ МЕНТОВ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЛОЖЕНИЯ Н ГРУЗКИ(57) Изобретение относится к средствам экс периментальных исследований прочности элементов конструкций, в частности для ис ования долговечности элементов авиаИзобретения относятся к ср экспериментальных исследований сти элементов конструкций, в частн исследования усталостной долго элементов авиационных конструк одновременном действии перемен вых растягивающих и поперечных щих усилий, имитирующих в лабор условиях воздействие аэродинами акустических нагрузок действующи менты авиационных конструкций в тации,779965 А 1 ционных конструкций при одновременном аэродинамическом и акустическом нагруж нииОбразец 7, закрепленный в захватах испытательной машины 1, нагружают продольным усилием с частотой аэродинамического нагружения и одновременно нагружают в поперечном направлении с частотой акустического нагружения. Поперечное.нагружение образца осуществляют посредством пары параллельных поперечных усилий по разные стороны от концентратора. Развязка операций приложения разнонаправленных нагрузок осуществляется при помощи устройства, Устройство состоит из обоймы с опорными роликами. Внешняя поверхность обоймы имеет полусферическую форму, обойма заключена в корпус с вкладышами со сферическими опорными поверхностями под обойму и прорезями под образец. Корпус подвешен к верхней траверсе испытательной машины на двух лентах 6, расположенных параллельно одна другой и прорезям под образец,2 с,п, ф-лы,2 ил. способ испытаний образца С ивционных конструкций, за- (Л в том, что образец, закреп 3 яватах испытательной машины,продольном направлении одагрузкой с частотой аэродинанагружения и нагрузкой стического нагружения,устройство для приложенияиспытании образца элементовх конструкций, содержащее5 10 15 20 30 35 40 45 50 обоймы с цилиндрическими опорными поверхностями, связанными с образцом.В известном способе обе нагрузки, имитирующие одновременное аэродинамическое и акустическое воздействие, воспроизводят нагружение образца элемента конструкции в продольном направлении, тогда как в эксплуатации элемент конструкции при одновременном аэродинамическом и акустическом воздействии нагружается в продольном и поперечном направлениях: аэродинамическое - продольное, акустическое - поперечное нагружение,В известном устройстве для приложения изгибающей нагрузки характерным недостатком является наличие продольной составляющей, возникающей в зоне контактирующих цилиндрических поверхностей обойм и образца, которую трудно оценить, так как она зависит от величины изгибающей нагрузки и состояния контактирующих поверхностей (коэффициента трения скольжения).Целью изобретения является приближение условий нагружения образцов элементов авиационных конструкций к натурным за счет. обеспечения акустического нагружения в поперечном направлении,Указанная цель достигается тем, что при продольном нагружении образца с частотой аэродинамического нагружения осуществляется одновременное нагружение образца в поперечном направлении с частотой акустического нагружения посредством пары параллельных поперечных усилий по разные стороны от концентратора.Поставленная цель достигается также тем, что устройство снабжено корпусом с вкладышами со сферической опорной поверхностью под установленные в нем обоймы и прорезями под образец и двумя силовыми лентами, расположенными параллельно между собой и прорезями под образец, для крепления корпуса с обоймами к верхней траверсе испытательной машины, при этом обоймы имеют полусферическую форму, сферическими поверхностями сопряжены со сферическими поверхностями вкладышей и снабжены опорными роликами, установленными с возможностью взаимодействия с образцом.На фиг.1 представлена схема установки для осуществления способа; на фиг.2 - устройство для приложения нагрузки и разрезы А-Аи Б-Б.Установка для осуществления способа (фиг,1) состоит из испытательной машины 1 на усталость с захватами 2 и электрогидравлическим .силовозбудителем 3, К стойкам испытательной машины прикреплен высокочастотный силовозбудитель 4 с узлом приложения поперечной нагрузки 5,подвешенным также ча двух тонких лентах 6 к верхней траверсе испытательной машины,Способ осуществляют следующим образом.Образец 7, закрепленный в захватах 2 испытательной машины 1, нагружают переменным растягивающим усилием Р 1 от электрогидравлического силовозбудителя 3. Одновременно силовозбудителем 4 и узлом для приложения поперечной нагрузки 5 осуществляют переменное изгибающее нагружение образца посредством пары параллельных поперечных усилий по линиям контакта двух пар роликов и образца симметрично относительно поперечной оси концентратора, обеспечивая чистый изгиб образца между линиями контакта. Управление нагружающими силовозбудителями осуществляют независимо, Управление электрогидравлической системой, нагружающей образец в продольном направлении, осуществляют по силе, а управление системой, нагружающей образец в поперечном направлении осуществляют по перемещению,Способ не требует дополнительных решений для нейтрализации боковых усилий, поперечного нагрукающего устройства на шток продольного нагружающего устройства, так как используют электрогидравлический силовозбудитель с гидроподшипниками, допускающими в работе на шток боковые нагрузки О = 0,1 Р, где Р - максимальные усилия гидропривода на растяжение.Устройство для приложения нагрузки при испытании образца (фиг,2) состоит из пары обойм 8. Каждая обойма имеет сферическую поверхность 8, которой обойма опирается на ответную сферическую поверхность вкладыша 9. Вкладыши 9 расположены в корпусе 10. В корпусе 10 имеются прорези 10 ф под образец. На плоской стороне обоймы в гнездах расположены ролики 11, причем размер гнезда больше диаметра ролика. Для регулирования взаимного положения обойм 8 в соответствии с толщиной образца 6 могут быть использованы известные средства, например клинья 12,Устройство работает следующим образом. Поперечное усилие от штока силовозбудителя 4 передается на корпус 10, клинья 12, вкладыш 9. обойму 8, ролики 11 и образец 7. При обратном направлении нагружения усилие передается на вторую обойму сее роликами и противоположную сторону образца. Ленты б обезвешивают устройство и не препятствуют перемещениям корпуса в поперечном направлении, создают устойчивость и стабильность колебаний. Сфери ческие поверхности способствуют выравниванию усилий на парные ролики обойм, Деформируясь в продольном направлении, поверхность образца свободно прокатывается на роликах. 10Способ и устройство позволяют проводить усталостные испытания образцов элементов авиационных конструкций, имитирующих совместное нагружение аэродинамических и акустических нагрузок. 15Формула изобретения1. Способ испытаний образца элементов. авиационных конструкций, имеющего концентратор напряжения, заключающийся в одновременном приложении к образцу, 20 закрепленному в захватах испытательной машины, продольной нагрузки с частотой аэродинамического нагружения и нагрузки с частотой акустического нагружения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью приближе ния условий нагружения к натурным за счет обеспечения акустического нагружения ва . поперечном направлении, нагрузку с частотой акустического нагружения прикладывают посредством пары параллельных поперечных усилий по разные стороны от концентратора.2, Устройство для приложения нагрузки при испытании образца элементов авиационных конструкций, содержащее обоймы с цилиндрическими опорными поверхностями, связанные с образцом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что. с целью приближения условий нагружения к натурным за счет обеспечения акустического нагружения в поперечном направлении, оно снабжено корпусом с вкладышами со сферической опорной поверхностью под установленные в нем обоймы и прорезями под образец и двумя силовыми лентами, расположенными параллельно между собой, и прорезям под образец, для крепления корпуса с обоймами к верхней траверсе испытательной машины, при этом обоймы имеют полусферическую форму, сферическими поверхностями сопряжены со сферическими поверхностями вкладышей и снабжены опорными роликами, установленными с возможностью взаимодействия с образцом.1779965 Составитель Г,ЗаверюхТехред М.Моргентал рректор З.Салка лко едакто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гага кэз 4431 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5