真空吸盘加载技术研究_邵骞

第五届中国航空学会青年科技论坛

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2 0 12

真空吸盘加载技术研究邵岑关,

王俊安

,

张慧峰,

,

轩园明1 0 6 7 5

中航工业飞机强度研究所摘要:

陕西西安

针对现有的试验加载方式特点和新的试验要求之间的矛盾提出了一种应用真空吸盘进行结构强度试验加载,

的方法

。

对真空吸盘的工作原理进行分析和研究进而对真空吸盘在航空结构强度试验中应用的可行性加以分析,。。

,

。

对

多种形式的吸盘进行在典型航空结构件上的静力性能测试试验成功进行了机翼结构疲劳加载试验进行结构强度试验加载的可行性总结了真空吸盘试验加载的特点,

验证了真空吸盘

关键词

:

真空吸盘:

;

试验技术

;

航空结构:

;

气动载荷

;

地面试验

中图分类号

V Z1 6

文献标识码

A

按照飞机结构军用强度以及刚度规范和民用飞机适航规章新设计的飞机必须进行限制载荷;作用下的强度试验飞机才能首飞只有通过极限,,

试验装置则可缩短试验准备时间降低试验风险便于根据试验情况进行载荷调整方便进行全面无损检测成本〔13,,、

,

、

充分提高设备效率降低试验

、

载荷作用下的强度试验飞机才能进行性能试飞性/损伤容限试验仁」`。

,

;

]

。

为了验证飞机结构的设计寿命还必须进行耐久

真空吸盘试验加载装置.

随着国家对航空工业的重视与投人近年

,

来航空结构强度试验任务急剧加重、

。

对于机

1 1

真空吸盘试验加载装置工作原理地球表面有一层稠密的大气层,

翼机身等典型航空结构结构强度试验通常采用胶布带 (拉压垫 )加载和卡板加载两种形式,。

,

因而产生

大气压力,

。

真空吸盘是将吸盘与真空发生装置,

胶布带 (拉压垫 )粘贴工艺复杂粘贴工作费时费力粘贴质量受操作人员水平影响较大进行,,

连接抽去吸盘与吸附物之间的空气利用大气压力与真空吸盘内部的真空而形成的压力差吸附于物体表面、、。

作业时使用大量的有毒有害易燃物质存在较多不安全因素,,。

,

在工程应用中真空吸盘可完成。

胶布带 (拉压垫 )粘贴覆盖试验。

升降反转和平移等各种搬运动作,、、

适用于玻

表明去

除胶布带 (拉压垫 )工作时易造成试验件损伤影响试验中和试验后的无损检测卡、

璃钢材等光滑物体对于石材混凝土构件甚至如编制包装袋纸箱等柔软非密封材质也有大量应用。

板加载试验方式则存在安装时有较大预紧力、

对试验件增加额外约束以及需在翼面穿孔适用范围有限等不足、

吸力大小与环境和吸盘内部空间的压力差及真空作用面积成正比。

。

真空吸盘试验加载装置就,

如能设计出一种既在试验安装时简便易行,

、

是利用吸盘内部真空形成的压力差将吸盘吸附于试验件表面以真空吸盘为载荷传递中介将试验,

无需复杂工艺减少危险和有害作业又可随时调整改变载荷施加位置或拆除而不会造成试验件,

载荷施加到试验件上真空吸盘工作原理如图

,

1

损伤川并且能够重复使用具有较广应用范围的收稿日期关:

,

、

所示

。

2 0 12 0 3 3 1;录用日期. .

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通讯作者

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2012

真空吸盘进行试验加载的1 3.

。

真空吸盘加载方法真空吸盘加载系统由液压系统,、、

测控系统

和真空系统构成与传统加载方式比较增加了

真空系统主要由真空泵分配器蓄能器压力表阀门报警装置吸盘杠杆系统以及真空管、、、、

,

、

、

路等构成图1

。

试验时真空泵产生真空、

,

由真空管,

真空吸盘工作原理:

路将真空泵分配器以及吸盘相连通当开启阀门后在吸盘与试验件之间形成真空将吸盘吸(1 ),

真空吸盘吸力计算如下式中面积。

F一尸 X A:

附在试验件上川

。

试验时加载装置通过吸盘上,

F

为吸力

;

尸

为气压压差

;

A

为真空作用的

的连接接头进行加载如试验需要用多个吸盘

则通过杠杆系统将各吸盘连接加载装置连接在杠杆加载点上载。。

,

对于机翼机身这样较平整光滑密封的连续曲面真空吸盘非常适用、

计算机通过测力计反馈控,

,

。

真空吸盘试验加载系统,。

制伺服阀及作动筒杠杆吸盘进行比环控制加为保证真空系统处于安全的工作状态,

可进行拉向压向和切向试验加载在实施过程中

还

只要在吸盘内形成真空即可完成吸附,、

试验安装。

设置了压力传感器和报警装置与控制计算机相连进行监测报警2。

简便易行无需复杂工艺快捷方便安全高效,,

真

当出现异常情况时自动进行

空吸盘还可根据需要随时拆解而不会造成试验件

损伤在试验过程中便于调整为进行全面无损检测提供了条件1 2.

真空吸盘性能测试为确定真空吸盘在试验条件下的实际吸

`「」

。

真空吸盘试验加载可行性分析

力根据常用试验件及试验加载情况选择设计了三类共四种吸盘和三种典型飞机结构试样进

,

真空吸盘加载能力受当地大气压和吸盘内压强影响真空吸盘单位面积上的吸力为当地大,

,

行测试

。

吸盘分别为平板吸盘,,

、

曲板吸盘和折的圆形吸盘的圆形0 m m

气压减去吸盘内压强,

。

环境大气压取决于当地海。.

叠式吸盘平板吸盘为直径(吸

4 00 m m

拔高度在海平面上的大气压是

10 1,

3

MPa大,

盘

4 00 )

5折叠式吸盘为直径 2,

气压随着海拔高度增加而降低困吸盘内的压强与真空泵性能以及吸附材料的气密性相关安地区为例平均海拔高度为 3 5到80%,,。

吸盘 (吸盘3 00 m m (。

2 50 )

曲板吸盘有外形为和2 00

3 00 m m只

以西

吸盘

30 0 )

m m火 20 0 m m (吸盘、

o

m

,

当吸盘内达

2 00 )

两种

吸附对象选用了金属平板复合材3

相对真空时吸盘单位面积上的吸力约/mZ。、、

料平板和金属曲板验过程如图2一

种典型飞机结构试样所示。

。

试

为7、

7 kN

图

5

对于如机翼机身这样具有连续光滑气密良好载荷施加面积较大等特点的典型航空结构应用真空吸盘施加试验载荷是合适的,。

,

对于以 …… 此处隐藏：5090字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……