Патенты автора Щербань Константин Степанович (RU)
Изобретение относится к области прочностных испытаний натурных конструкций для определения ресурса беспилотных воздушных судов вертикального взлета и посадки, тренажеров и их элементов. На объекте испытаний монтируют тензодатчики и виброизмерительные преобразователи на элементах конструкции объекта, что и в летных испытаниях, при помощи адаптера закрепляют объект испытаний к подвижному фланцу промышленного робота, моделируя условия свободного полета. Поочередно воспроизводят перемещения фланца робота с различными уровнями амплитуд и частот, выполняют одновременные измерения перемещений фланца робота и показаний датчиков. Устанавливают связи между перемещениями фланца робота и показаниями, формируют законы вибрационных перемещений фланца робота, вызывающие на объекте испытаний повреждения, эквивалентные повреждениям в типовом полете. Воспроизводят сформированные законы вибрационных угловых и линейных перемещений фланца робота с одновременным измерением показаний датчиков до достижения требуемой наработки. Технический результат - уменьшение трудоемкости и длительности испытаний, повышение достоверности испытаний за счет воспроизведения случайного спектра вибрационного нагружения в типовом полете по амплитуде, по частоте и фазе. 5 ил.
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к оборудованию прочностных испытаний натурных лопастей воздушных винтов вертолетов и самолетов. Способ заключается в том, что две лопасти стыкуют концевыми сечениями при помощи гибкой связи (далее образец). Гибкую связь крепят к усиленным концевым частям лопастей. Гибкую связь выполняют в виде пластины из композиционного материала, которая имеет малую изгибную жесткость. Комлевыми частями образец крепят на станине с одной стороны шарнирно-неподвижным узлом, а с другой с шарнирно-подвижным в продольном направлении узлом. На лопасть наклеивают тензомост, который тарируют, прикладывая изгибающую статическую нагрузку. Силовозбудителем нагружают образец осевым растягивающим усилием. Эксцентриковым инерционным вибратором возбуждают изгибные колебания образца на восходящей ветви резонанса. В процессе вибрационного нагружения измеряют амплитуду прогибов образца при помощи датчика перемещений и амплитуду изгибающего момента по сигналам тензомоста. Определяют зависимость амплитуды прогиба от амплитуды изгибающего момента. По этой зависимости определяют амплитуду прогиба, которую воспроизводят для получения заданной амплитуды изгибающего момента. Проводят усталостные испытания лопастей с поддержанием заданной величины осевой силы и заданной амплитуды изгибающего момента. Установка содержит следующее: образец, состоящий из двух лопастей, состыкованных между собой гибкой связью, шарнирно-неподвижный узел, которым образец с одной стороны комлевой частью крепят к станине, шарнирно-подвижный узел, которым образец с другой стороны комлевой частью крепят к подвижной опоре, с возможностью свободного перемещения шарнирного узла в продольном направлении. Силовозбудитель нагружения образца растягивающей силой, установленный последовательно с образцом с помощью качающегося рычага, динамометра, тросов и демпфера. Эксцентриковый инерционный вибратор, подвешенный к концевым частям лопастей с возможностью их свободного вертикального перемещения. Эксцентриковый инерционный вибратор связан с гидромотором при помощи карданного вала. С помощью силовозбудителя поддерживается заданное усилие натяжения троса и, соответственно, нагружение продольным усилием лопастей. С помощью гидромотора поддерживают скорость вращения эксцентрикового инерционного вибратора, при которой достигают заданную величину амплитуды колебаний лопастей. Технический результат заключается в повышении достоверности проведения испытаний за счет приближения условий нагружения и закрепления лопасти в стендовых условиях к условиям ее работы на летательном аппарате. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области экспериментальной механики и предназначено для определения коэффициента интенсивности напряжений (КИН) для усталостных трещин, возникающих в полноразмерных тонкостенных авиационных конструкциях в процессе их циклического нагружения в эксплуатации. Способ заключается в измерении перемещений берегов трещины, расчете коэффициента интенсивности по аппроксимирующим перемещения функциям, параметры которых определяют методом наименьших квадратов. Для реализации способа на поверхность конструкции в зоне вершины трещины с помощью красителя наносят контрастную спекл-структуру. Выполняют калибровку стереосистемы, состоящей из двух видеокамер, при помощи калибровочной решетки, которую устанавливают в то же положение и на том же расстоянии от камер, что и исследуемая область. Стереосистемой регистрируют цифровое изображение исходного состояния спекл-структуры поверхности. Нагружают конструкцию и стереосистемой регистрируют спекл-структуру деформированного состояния поверхности конструкции. Определяют перемещение точек на поверхности конструкции методом численной корреляции цифровых изображений. Технический результат заключается в повышении точности определения КИН для трещин больших размеров в натурных тонкостенных конструкциях. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области прочностных испытаний натурных конструкций, в частности к способу мониторинга в условиях вибрационных испытаний. Для проведения тарировки на основных силовых элементах конструкции монтируют тензодатчики. В центре тяжести конструкции монтируют виброизмерительные преобразователи. Через адаптер, соединяющий фланец подвижной руки промышленного робота с втулкой вала несущего винта, возбуждают гармонические линейные и угловые колебания с различными частотами и амплитудами и измеряют линейные и угловые перемещения конструкции в ее центре тяжести по показаниям виброизмерительных преобразователей и тензодатчиков. Устанавливают зависимость отношений амплитуд деформаций к амплитудам перемещений от частоты колебаний. При вибрационных испытаниях в конструкции возбуждают заданный режим вибрационного нагружения и измеряют линейные и угловые перемещения в центре тяжести. Используя полученные зависимости определяют амплитуды деформаций в основных силовых элементах, по которым вычисляют усталостную повреждаемость. Обеспечивается повышение достоверности определения нагруженности и усталостной повреждаемости конструкции, подверженной действию вибрационных нагрузок. 2 ил.
Изобретение относится к технике прочностных испытаний натурных конструкций, в частности к способу известного вида испытаний на остаточную прочность полноразмерной тонкостенной конструкции. В процессе реализации предложенного способа на испытываемой конструкции до ее нагружения, в элементах конструкции, критических по условиям усталости, выполняют надрезы надежно обнаруживаемых в эксплуатации размеров. На пути развития надрезов монтируют многонитиевые сигнализаторы трещин. Конструкцию ступенчато нагружают до появления сигнала от одного из сигнализаторов трещины. По этому сигналу конструкцию автоматически разгружают и неразрушающим методом контроля определяют положение вершины образовавшейся трещины и измеряют длину трещины. В случае если происходит стабильное подрастание трещины, то ступенчатое нагружение повторяют. Нагружение повторяют до тех пор, пока не достигают подрастания трещины, которое при последующем нагружении может привести к ее нестабильному росту. В этом случае испытания приостанавливают, не доводя конструкцию до ее полного разрушения. Полученный суммарный размер надреза и трещины принимают за критический размер, а достигнутую величину нагрузки за критическую нагрузку. Выполняют восстановительный ремонт конструкции в зоне развившейся трещины, и испытания продолжают по описанной выше процедуре до подрастания до критических размеров других надрезов. Технический результат заключается в предотвращении полного разрушения конструкции, в результате чего сокращаются затраты на выполнение дорогостоящих восстановительных ремонтов, либо в случае невозможности ремонта на изготовление дополнительных полноразмерных конструкций, а также приводит к сокращению затрат и длительности проведения испытаний. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к технике прочностных испытаний натурных конструкций, в частности к способам двух известных видов испытаний, один из которых испытания на статическую прочность, а другой испытания на усталость, которые проводят на двух идентичных полноразмерных конструкциях. В процессе реализации предложенного способа два вида испытаний совмещают на одной натурной конструкции и проводят дополнительные испытания на статическую прочность образцов критических по условиям статической прочности зон натурной конструкции. Для этого на первом этапе наиболее нагруженную часть натурной конструкции ступенчато нагружают до эксплуатационной нагрузки, а остальную часть конструкции нагружают нагрузкой, не превышающей переменные нагрузки усталостных испытаний, проводят тензометрию конструкции, по результатам которой верифицируют конечно-элементную (КЭ) модель конструкции. Выполняют расчет на основе КЭ модели для расчетного случая нагружения. Проводят статические испытания образцов зон натурной конструкции, которые являются критическими по условиям статической прочности. Прогнозируют статическую прочность конструкции путем сравнения действующих напряжений, полученных конечно-элементным расчетом для расчетных нагрузок, с разрушающими напряжениями, полученными в результате испытаний образцов. На втором этапе ту же натурную конструкцию, которую используют для статических испытаний, нагружают циклами переменных нагрузок, в объеме, достаточном для подтверждения проектного ресурса конструкции. Технический результат заключается в сокращении технических средств на создание установок, необходимых для проведения испытаний, и средств на изготовление двух полноразмерных конструкций, а также сокращение длительности подготовки и проведения испытаний. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к установкам для ресурсных испытаний фюзеляжа циклическими нагрузками внутренним избыточным давлением сжатого воздуха. При реализации способа в ходе нагружения фюзеляжа давление сжатого воздуха, поступающего от внешнего источника питания, стабилизируют перед входным большерасходным клапаном. Открывают большерасходный клапан на заранее заданную величину, обеспечивающую программный темп увеличения давления в фюзеляже. На горизонтальном участке большерасходный клапан приоткрывают на заданную величину, обеспечивающую компенсацию части потерь газа из фюзеляжа за счет утечек. Точную компенсацию утечек получают за счет работы малорасходного регулирующего клапана управляемого по величине давления газа в фюзеляже. Технический результат заключается в повышении точности отработки программ нагружения, расширении области применения, упрощении конструкции. 2 ил.
СПОСОБ НАГРУЖЕНИЯ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ ФЮЗЕЛЯЖА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ // 2537752
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к установкам для прочностных испытаний фюзеляжей летательных аппаратов на выносливость циклическим приложением внутреннего избыточного давления, создаваемого сжатым воздухом. В процессе реализации предложенного способа увеличение давления воздуха в фюзеляже и его стабилизацию на горизонтальных участках программ обеспечивают одним и тем же входным регулирующим клапаном, имеющим равнопроцентную расходную характеристику. При этом на восходящем участке программы входной регулирующий клапан открывают на заранее заданную величину, обеспечивающую программный темп увеличения давления в фюзеляже, измеряют давление перед входным клапаном и по величине давления корректируют степень открытия клапана. На горизонтальном участке программы входной клапан прикрывают до заданной величины и управление им ведут по давлению в фюзеляже. Технический результат заключается в повышении точности отработки программ нагружения, сокращении технических средств, необходимых для создания установок такого типа, а также расширение области их применения. 3 ил.
Изобретения относятся к области измерительной техники и могут быть использованы для поверки датчиков силы, используемых для испытаний авиационных конструкций. Способ позволяет проводить поверку датчика силы непосредственно на месте его использования. Устройство для осуществления способа содержит поверяемый датчик силы и образцовый силоизмеритель. При этом датчик силы, гидроцилиндр и образцовый силоизмеритель установлены в силовой цепочке, связывающей объект испытаний с жесткой опорой, шток гидроцилиндра с закрепленным на нем датчиком силы шарнирно соединен с объектом испытаний, а корпус гидроцилиндра с закрепленным на нем образцовым силоизмерителем шарнирно соединен с жесткой опорой. Технический результат заключается в упрощении процесса поверки непосредственно на стенде и сокращении времени испытаний. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
СПОСОБ ПОВЕРКИ ДАТЧИКА СИЛЫ // 2506550
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для поверки датчиков силы. Техническим результатом является повышение точности поверки канала нагружения датчик силы - гидроцилиндр. Способ поверки датчика силы заключается в том, что поверяемый датчик устанавливают на испытательную машину между образцовым силоизмерителем, жестко закрепленным на неподвижной траверсе машины, и подвижным штоком нагрузочного устройства так, чтобы прилагаемые усилия были направлены по его оси. Поверку датчика производят посредством сравнения показаний поверяемого датчика с показаниями образцового силоизмерителя машины при одновременном воздействии на них различных по величине и направлению усилий (растяжение-сжатие). Датчик поверяют совместно с гидроцилиндром, штоковую полость которого заполняют рабочей жидкостью до упора поршня в днище гидроцилиндра и герметично закрывают. 1 ил.
РЕЗОНАНСНЫЙ СТЕНД // 2348022
Изобретение относится к области испытаний и может быть использовано для проведения испытаний отсеков лопастей рулевого и несущего винтов вертолетов и винтов самолетов на прочность
МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА НАГРУЖЕНИЯ // 2303804
Изобретение относится к области экспериментальной техники и может быть использовано в стендах прочностных испытаний конструкций
