本发明属于直升机无轴承旋翼柔性梁刚度试验技术领域，涉及一种无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置。
背景技术：
无轴承旋翼柔性梁是直升机旋翼系统的关键部件，设计上既要满足结构的强度要求,同时还必须满足合理的刚度特性。
无轴承旋翼柔性梁刚度试验的结果主要用于评估其剖面特性与理论计算值的符合性，其测试结果为旋翼动力学计算、载荷计算、强度校核等方面提供重要的数据支持，同时也为旋翼系统的结构设计提供有力的依据。
无轴承旋翼柔性梁刚度试验主要包含挥舞弯曲刚度、摆振弯曲刚度和扭转刚度测试，试验要求在柔性梁的同一剖面施加挥舞弯矩、摆振弯矩和扭矩，且要求施加一绕扭转中心线方向的纯扭矩。为了实现不同方向的载荷和纯扭矩施加到柔性梁上，保证试验加载的精度和可靠性，需要专门的加载装置。然而现有技术针对无轴承旋翼柔性梁刚度试验暂无合适的加载装置，且无法用其他加载装置进行替换。
技术实现要素：
鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是：提供一种结构简单、方便组装，且同一加载剖面能够分别施加挥舞弯矩、摆振弯矩和纯扭矩的无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置。
本发明的技术方案是：
第一方面，提供了一种无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置，包括夹持框a和支撑杆b，其中，夹持框a包括夹持部、挥舞弯矩施加部、摆振弯矩施加部、扭转杆a5，
挥舞弯矩施加部设置在夹持部的下方，摆振弯矩施加部设置在夹持部的一侧，扭转杆a5包括直线部和弧形部，其中扭转杆a5的直线部与夹持部的另一侧固定，扭转杆a5的弧形部为以直线部为直径的弧形结构，且该弧形结构的外端部设置有螺纹孔，支撑杆b与夹持框a固定连接。
可选地，夹持部具体包括夹持槽a1、盖板a2，盖板a2设置在夹持槽a1上方，夹持槽a1侧面设置有开口用于放置无轴承旋翼柔性梁的加载端。
可选地，挥舞弯矩施加部包括单耳a3。
可选地，摆振弯矩施加部包括双耳a4。
可选地，扭转杆a5的弧形部的外侧面上设置有凹槽。
可选地，支撑杆b包括转接头b1、深沟球轴承b2、固支双耳b3，支撑杆，其中，转接头b1通过深沟球轴承b2与固支双耳b3连接，固支双耳b3与支撑杆上端固定。
可选地，转接头b1通过深沟球轴承b2与固支双耳b3连接，具体包括：转接头b1与深沟球轴承b2过盈配合，深沟球轴承b2与固支双耳b3过盈配合。
可选地，支撑杆包括上螺杆b5、下撑杆b6和中螺杆b7，其中，中螺杆b7为圆管式结构且在中螺杆b7上端内表面设置有第一螺纹，在中螺杆b7下端内表面设置有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹反向，其中，上螺杆b5下端外表面设置有第一螺纹配合的螺纹，下撑杆b6上端外表面设置有与第二螺纹配合的螺纹。
可选地，夹持槽a1侧壁设置有中空结构。
可选地，中螺杆b7外表面设置有上下对称的槽型开口
本发明的技术效果是：夹持框和支撑杆组装结构简单且在同一加载剖面能够分别施加挥舞弯矩、摆振弯矩和纯扭矩，通过扭转杆上的圆弧结构施加一个扭矩，可保证在一定扭转角范围内，施加在无轴承旋翼柔性梁上的扭矩不变。
附图说明
图1为根据本发明实施例的无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置的结构图；
图2为根据本发明实施例的无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置的夹持框的结构图；
图3为根据本发明实施例的无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置的支撑杆的结构图。
其中，夹持框a、夹持槽a1、盖板a2、单耳a3、双耳a4、扭转杆a5、第一螺栓a6、第二螺栓a7、第三螺栓a8、支撑杆b、转接头b1、深沟球轴承b2、固支双耳b3、第四螺栓b4、上螺杆b5、下撑杆b6和中螺杆b7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置如图1，其包括夹持框a和支撑杆b两大部分。
夹持框a具体结构参见图2，夹持框a包括夹持槽a1、盖板a2、单耳a3、双耳a4、扭转杆a5、第一螺栓a6、第二螺栓a7、第三螺栓a8和螺母。
夹持槽a1为u型槽结构，上表面两侧各有两个螺纹孔，左外侧有四个螺纹孔，右外侧有一个螺纹孔，下表面有两个圆形通孔。
盖板a2为矩形平板，平板两端各有两个小通孔共四个，其位置与夹持槽上表面四个孔的相对应。
单耳a3从侧面看为“t”字形结构，其横面上对称位置有两个通孔，与夹持槽a1下表面通孔位置相对应，竖面上有一个圆孔。
双耳a4从侧面看为“u”字形结构和杆组成，u字形结构两侧均有一个圆形通孔，杆为带螺纹圆形杆。
扭转杆a5由圆弧、杆和板三种结构组成，它的左侧有一个圆弧结构与杆相连接，圆弧侧面有一个凹槽，该槽面上有一个圆孔，扭转杆a5右侧有一个薄板，与杆相连通，薄板上有四个通孔，孔的位置与夹持槽a1左外侧孔的位置相对应。
试验安装时，用第一螺栓a6穿过盖板上的通孔，拧入夹持槽a1螺纹孔内，夹持槽a1和盖板a2便将无轴承旋翼柔性梁加载端夹紧，同时，盖板a2中间位置有两个圆孔，其孔心、无轴承旋翼柔性梁加载端孔的孔心、夹持槽a1下部两个孔的孔心与单耳a3横面上孔的孔心相合且大小相同，通过第二螺栓a7和螺母使盖板a2、无轴承旋翼柔性梁、夹持槽a1和单耳a3固定连接，扭转杆a5上的四个孔心与夹持槽上左侧四个螺纹孔孔心的位置相合，通过第三螺栓a8将扭转杆a5固定在夹持槽a1左侧，双耳a4的螺杆拧入夹持槽a1的右外侧螺纹孔。
试验加载时，按照以上所述流程安装完毕，可分别通过单耳a3或双耳a4，与螺栓和钢索连接，实现在无轴承旋翼柔性梁加载端施加挥舞或摆振弯矩，而施加纯扭矩则需要加装支撑杆b后,再通过扭转杆a5、钢索和螺栓相连接来实现。
下面详细介绍支撑杆b的结构，参见图3，其由转接头b1、深沟球轴承b2、固支双耳b3、第四螺栓b4、上螺杆b5、下撑杆b6和中螺杆b7组成。
转接头b1为类似“u”字型槽结构，u型槽两侧各有两个通孔，孔的位置与夹持槽下表面孔的位置相对应。u型槽底部有个圆形通孔，孔内嵌有一个深沟球轴承b2。
固支双耳b3由“u”型槽和圆杆组成，u型槽两侧各有两个通孔，u型槽底部中间位置有一圆杆，与深沟球轴承的圆孔是过盈配合。
上螺杆b5由圆柱和长方体构成，圆柱外表面有一段螺纹，长方体侧面有两个圆形通孔，孔的位置与固支双耳上孔的位置相对应。
下撑杆b6由圆柱、加强筋和长方体构成，圆柱外表面有一段螺纹。
中螺杆b7为圆管式结构，圆管两端内表面有反向的螺纹，分别与上螺杆b5和下撑杆b6配合，实现伸缩功能，圆管外面有两个腰形槽通孔，方便查看螺杆位置。
本装置通过不同的组装，可在无轴承旋翼柔性梁同一个加载剖面分别施加挥舞弯矩、摆振弯矩和纯扭矩。
夹持框和支撑杆组装，其中支撑杆的高度可调节，调节范围约半米，可满足不同安装高度的要求，支撑杆上的转接头内嵌有一个深沟球轴承，轴承中心固支，通过扭转杆上的圆弧槽施加一个扭矩，可保证在一定扭转角范围内，施加在无轴承旋翼柔性梁上的扭矩不变，绕着它的扭转中心线转动，支撑杆放置于地面，保证了扭转中心固定不变。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
技术特征：
1.一种无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置，其特征在于，包括夹持框(a)和支撑杆(b)，其中，夹持框(a)包括夹持部、挥舞弯矩施加部、摆振弯矩施加部、扭转杆(a5)，
挥舞弯矩施加部设置在夹持部的下方，摆振弯矩施加部设置在夹持部的一侧，扭转杆(a5)包括直线部和弧形部，其中扭转杆(a5)的直线部与夹持部的另一侧固定，扭转杆(a5)的弧形部为以直线部为直径的弧形结构，且该弧形结构的外端部设置有螺纹孔，支撑杆(b)与夹持框(a)固定连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，夹持部具体包括夹持槽(a1)、盖板(a2)，盖板(a2)设置在夹持槽(a1)上方，夹持槽(a1)侧面设置有开口用于放置无轴承旋翼柔性梁的加载端。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，挥舞弯矩施加部包括单耳(a3)。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，摆振弯矩施加部包括双耳(a4)。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，扭转杆(a5)的弧形部的外侧面上设置有凹槽。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，支撑杆(b)包括转接头(b1)、深沟球轴承(b2)、固支双耳(b3)，支撑杆，其中，转接头(b1)通过深沟球轴承(b2)与固支双耳(b3)连接，固支双耳(b3)与支撑杆上端固定。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，转接头(b1)通过深沟球轴承(b2)与固支双耳(b3)连接，具体包括：转接头(b1)与深沟球轴承(b2)过盈配合，深沟球轴承(b2)与固支双耳(b3)过盈配合。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，支撑杆包括上螺杆(b5)、下撑杆(b6)和中螺杆(b7)，其中，中螺杆(b7)为圆管式结构且在中螺杆(b7)上端内表面设置有第一螺纹，在中螺杆(b7)下端内表面设置有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹反向，其中，上螺杆(b5)下端外表面设置有第一螺纹配合的螺纹，下撑杆(b6)上端外表面设置有与第二螺纹配合的螺纹。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，夹持槽(a1)侧壁设置有中空结构。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，中螺杆(b7)外表面设置有上下对称的槽型开口。
技术总结
本发明属于直升机无轴承旋翼柔性梁刚度试验技术领域，涉及一种无轴承旋翼柔性梁刚度试验加载装置。该装置包括夹持框(A)和支撑杆(B)，其中，夹持框(A)包括夹持部、挥舞弯矩施加部、摆振弯矩施加部、扭转杆(A5)，挥舞弯矩施加部设置在夹持部的下方，摆振弯矩施加部设置在夹持部的一侧，扭转杆(A5)包括直线部和弧形部，其中扭转杆(A5)的直线部与夹持部的另一侧固定，扭转杆(A5)的弧形部为以直线部为直径的弧形结构，且该弧形结构的外端部设置有螺纹孔，支撑杆(B)与夹持框(A)固定连接。
技术研发人员：张丽琴;张俊愿;韩健;杨丛青;张平富
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：.10.15
技术公布日：.02.07
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