Способ испытаний конструкций на прочность

 

Союз Советских

Социалистических

Реснубпк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >991212 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 1 1.81 (2l ) 3355637/25- ? (5l)M. Кл.

6 0lhh, 5/00 . 01 М 3/00 с присоединением заявки М

Гееударстееевь1е кае1втет

CCCP (23)Приоритет

Опубликовано23.01.83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.01.83

l1o делен взебретевкй и открытий (5З) 33,К 620.162 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Азарин, П. В. Миодушевский, Б, Л. Пац

Харьковский ордена Ленина авиационный ин им, Н. Е. Жуковского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ КОНСТРУКБИЙ

НА ПРОЧНОСТЬ

Бель изобретения - повышение прои водительности испытаний при моделировании нескольких вариантов распределения нагрузок цо поверхности конструкции.

Указанная цель достцгается тем, что, согласно способу испытаний конструкпий на прочность, заключаюшемуся в том, что нагружают конструкцию с помощью передаюших усилие элементов, которые размещают на нагружаемой поверхности .,онструкции и соединяют с силовозбудителэм через рычажные системы, определяют тсчки нагружаемой поверхности, в которых нагрузки при различных вариантах:их распределения пропорциональны, à ndpe- дающие усилие элементы, размешенные в этих точках, объединяют соответствующими рычажными системами.

Изобретение относится к испытаниям прочностных свойств конструта чй, в частности к способам статических испытаний летательных аппаратов, когда к конструкции необходимо приложить несколько ва» риантов распределенных нагрузок.

Известен способ испытаний конструкций на прочность, заключаюшийся в том, что нагружают конструкцию с помощью передаюших усилие элементов в виде лямок, которые размешают на нагружаемой поверхности конструкции и соединяют с силовозбудителем через рычажные системы, обьединяютцие лямки 1 1 1 .

При испытании обычно возникает необходимость приложить к конструкции неокопько вариантов распределенных нагрузок, для чего рычажные системы каждый раз перестраиваются, что требует больших го затрат времени, особенно при испытании протяженных конструкций, например, летательных аппаратов.

На фиг. 1 изображена схема осушествления способа; на фиг. 2 — графичевкая схема определения элементов, которые должны быть объединены одной рычажной

99121 системой, для двух вариантов распределения нагрузок.

Способ осуществляется следующим образом.

Для определения элементов, раэмешае- 5 мых в зонах пропорционального нагружения, все точки нагружаемой конструкции изображают в прямоугольной системе координат точками с координатами, равньвп значению усилий на элементах, расположен111 ных в этих точках (на фиг. 2 эта система соответствует двум вариантам нагружения конструкции усилиями Р и p II)(. делят первый квадрант лучами, исходящими из начала координат, на М частей и относят 15 заключенные в каждом секторе точки к одной зоне нагружения. . Если в двух вариантах нагружения к зоне необходимо приложить усилия от

Il гидроцилиндра, равныей и Й, то можно 20 записать

Р< pg

1 I.

Pg P Р

Таким образом, оба варианта Р н

Ц .1 могут быть воспроизведены одной ры1 чажной системой, если сочетание нагрузок в обоих вариантах для каждого элемента отвечает условию пропорциональности (1>.

Точки, в которых расположены эти элемен,gg ты, лежат на луче.%,„.

Те точки, которые заключены в Й секторе, имеют близкое к пропорциональному сочетание усилий и воспроизводятся ры чажиой системой с некоторой погрешностью. 35

Можно показатьу ITo угол с(, в радианах представляет предельную относительную погрешность воспроизведении нагрузок на элементах в пределах одной зоны нагружения. С уменьшениемО(увеличивается ко- 40 личество зон нагружения и уменьшается относительная погрешность нагрузки на элементе. Так, например, при допустимой погрешности нагрузки на элементе (5%)

aL g= 0,05 н для двух вариантов нагрузок 45 потребуется Я" - - = 32 зоны нагружения для всей нагружаемой поверхности испытуемой конструкции.

Для трех вариантов нагрузок когда на каждск элементе необходимо воспроизвести5О три усилия pI, p." ир.111, элементы отображаются точками в пространстве трех координат, а зону составляет совокупность точек, эаключенных в телесном, угле g .

Увеличение числа вариантов:нагрузок приводит z многомерным пространствам, и признаки для объединения элементов в

2 4 зоны получают методами векторной алгебры.

После определения зон пропорционально». го нагружения к нагружаемой поверхности испытываемой конструкции прикрепляют, например приклеивают, передающие усилие элементы например парусиновые лямки 1.

Затем формируют зоны нагружения. Каждую из зон нагружения формируют иэ тех asмок, которые определяют по принципу пропорциональности сочетания усилий на лямках согласно описанному порядку. Лямки каждой зоны объединяют соответствующей локальной рычажной системой 2 с гидроцилиндрами 3 на рычагах верхнего уровня.

С помощью гидрощшиндров 3 к зонам прикладывают усилия, соответствующие первому варианту нагружения, и оценивают прочность конструкции. Далее без пересч ройки рычажных систем к зонам прикладывают усилия для воспроизведения второго варианта нагружения и также оценивают прочность конструкции известными методами (например, тензометрированием) .

Ф

Таким образом, проводят весь цикл испытаний конструкции при моделировании нескольких вариантов распределения нагрузок без перемонтажа рычажных систем. !

Благодаря такому формированию зон нагружения, обеспечивается возможность осуществления всей программы испытаний без перемонтажа рычажных систем.

В результате этого исключаются затраты врем ни на демонтаж и сборку рычажных систем для каждого расчетного случая нагружения, а также реставрацию схемы тензометрирования, которую часто пов реждают при переформировании зон нагружения. Таким образом, длительность испытаний натурных конструкций на прочность сокращается в 1, 5-4 раза.

Формула изобретения

Способ испытаний конструкций на прочность, заключающийся в том, что нагружают конструкцию с помощью передающих усилие элементов, которые размещают на нагружаемой поверхности конструкции и соединяют с силовозбудителем через рычажные сйстемы, о т л и ч а кт щ-а ® с я тем, что, с целью повышения пройэводИтельности испытаний при моделировании нескольких вариантов распределения наррузок по поверхности конструкции, опре-, деляют точки нагружаемой поверхности,,.- pI

pl ра рИ!

Фя.2

ВНИИПИ Заказ 118/67 Тираж 871 Подписное

Филиал ЛПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9912 в которых нагрузки при различных вариантах их распределения пропорпяональны, а передающие усилие элементы, размещекные в этих алочках, обьединяют соответсч вующими рычажными системами. 5

Источники информапяи, принятые во внимание при экспертизе

12 6

1. Янишевский A. З. Машинизация проектирования рычажных систем иаГЯГ женин на уровне элементарных сии при испытаниях на прочность. С6. Теория автоматизированного проектирования у вып. 1, Харьков, 1979, с 8580 (прс тотип).