[go: up one dir, main page]

RU2685792C1 - Panel testing device - Google Patents

Panel testing device Download PDF

Info

Publication number
RU2685792C1
RU2685792C1 RU2018126604A RU2018126604A RU2685792C1 RU 2685792 C1 RU2685792 C1 RU 2685792C1 RU 2018126604 A RU2018126604 A RU 2018126604A RU 2018126604 A RU2018126604 A RU 2018126604A RU 2685792 C1 RU2685792 C1 RU 2685792C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
panel
side walls
compression
testing
shift
Prior art date
Application number
RU2018126604A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Наумов
Алексей Алексеевич Никуленко
Сергей Анатольевич Титов
Владимир Дмитриевич Вермель
Ирина Николаевна Петунина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2018126604A priority Critical patent/RU2685792C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685792C1 publication Critical patent/RU2685792C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: invention relates to testing of aircrafts for strength in complex multicomponent loading, in particular to tests of reinforced panels of aircraft airframe power frame, to determine actual strength and stability, as well as for selection of their rational configuration and laying of polymer composite material in various aircraft units, which take in operation compression (tensile), shear loads and transverse pressure flows. Device comprises power drive with supports for application of active and reactive forces, side walls with middle section with reduced stiffness, cross ties installed between side walls, elastically deformable plate connected with side walls, fixed panel with working section in central zone. On the elastically deformable plate there is a force exciter fixed, the rod of which is located in its middle part with the possibility of application of force to the panel, and along the edges of the middle section with lower rigidity there additionally installed are rigid frames with stops for the panel, which are located on the longitudinal axis of the panel.EFFECT: high reliability of obtained experimental data, as well as multifunctionality of device, without changing structure during assembly, and realizing the nature of deformation of natural long panel in simulation of various types of loading (compression + shift, compression + shift + transverse pressure; stretching + shift; stretching + shift + transverse pressure) in laboratory conditions.5 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области испытаний летательных аппаратов на прочность, в частности, к объектам испытаний на сложное нагружение экспериментальных подкрепленных крыльевых и фюзеляжных панелей летательного аппарата, выполненных из полимерного композиционного материала (ПКМ) для определения устойчивости и несущей способности при одновременном нагружении сжатием (растяжением), давлением и сдвигом, а также выбора рациональной конфигурации подкрепленных панелей в агрегатах из ПКМ.The invention relates to the field of testing of aircraft for strength, in particular, to the objects of testing for complex loading experimental reinforced wing and fuselage panels of the aircraft, made of polymer composite material (PCM) to determine the stability and carrying capacity while compressing (stretching), pressure and shear, as well as the choice of a rational configuration of reinforced panels in units of the RMB.

Из существующего уровня техники (см. патент RU 2490513 С2, G01N 3/24, опубликованный 20.08.2013) известен образец (устройство) для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, состоящий из двух соединенных внахлест пластин, образующих диффузионное соединение, имеющий совмещенные с ними накладки, расположенные с противоположных от соединения сторон. Длина рабочей части образца равна длине нахлеста, составляющей не менее четверти высоты образца, ширина образца равна не менее половины длины нахлеста. Известный образец не обеспечивает возможности испытаний на многокомпонентное сложное нагружение подкрепленных панелей из полимерного композиционного материала.From the current level of technology (see patent RU 2490513 C2, G01N 3/24, published 08/20/2013) a sample (device) for testing diffusion bonding of sheet blanks for shear is known, consisting of two connected overlapping plates forming a diffusion joint having they lining located on opposite sides of the connection. The length of the working part of the sample is equal to the length of the overlap, which is at least a quarter of the height of the sample, the width of the sample is equal to at least half the length of the overlap. The known sample does not provide the possibility of testing for multi-component complex loading of reinforced panels made of polymer composite material.

Также из уровня техники (см. патент RU 127920 U1, G01N 3/24, опубликованный 10.05.2013) известны образец и устройство для испытаний на внецентренное сжатие двутавровых металлических профилей с отверстиями по углам на верхней и нижней поверхностях для его фиксации в испытательном устройстве, а устройство дополнительно снабжено нижней и верхней опорными плитами с фиксирующими шпильками.Also from the prior art (see patent RU 127920 U1, G01N 3/24, published 10.05.2013) known sample and device for testing for eccentric compression of I-beams of metal profiles with holes in the corners on the upper and lower surfaces for fixing in the test device, and the device is additionally equipped with lower and upper support plates with retaining studs.

Указанные образец и устройство не обеспечивают возможности испытаний подкрепленных панелей из ПКМ на комбинированное нагружение (сжатие либо растяжение, сдвиг и поперечное давление).The specified sample and device do not provide the ability to test the reinforced panels of the RMB for combined loading (compression or tension, shear and lateral pressure).

Помимо этого, аналогом заявленного технического решения является образец (устройство) для испытаний подкрепленной панели, известный из патента SU 1840335 A1, G01N 3/08, опубликованного 10.10.2006.In addition, an analogue of the claimed technical solution is a sample (device) for testing a reinforced panel, known from patent SU 1840335 A1, G01N 3/08, published 10.10.2006.

Указанный образец для испытания подкрепленной панели состоит из двух параллельных неразрезанных трехпролетных панелей, двух крайних и двух средних нервюр, связывающих панели между собой и двух боковых стенок, закрепленных на нервюрах. Образец снабжен также опорными шарнирными узлами, внешние обоймы которых закреплены на соответствующих крайних нервюрах, а внутренние - на концах одной из неразрезанных трехпролетных панелей, при этом ось шарнира лежит на линии пересечения серединной плоскости соответствующей крайней нервюры с плоскостью, проходящей параллельно обшивке через линию центров тяжести поперечных сечений панели. Указанный образец не обеспечивает возможность испытаний на сжатие (растяжение), сдвиг и поперечное давление подкрепленных панелей летательного аппарата, выполненных из ПКМ, и защиту конструкции устройства в момент разрушения экспериментальной панели из ПКМ.The specified sample for testing a reinforced panel consists of two parallel uncut three-span panels, two extreme and two middle ribs connecting the panels to each other and two side walls attached to the ribs. The sample is also provided with supporting hinge nodes, the outer cages of which are fixed on the respective extreme ribs, and the inner ones - on the ends of one of the uncut three-span panels, while the hinge axis lies on the line of intersection of the middle plane of the corresponding extreme rib with the plane parallel to the skin through the line of gravity centers cross sections of the panel. The specified sample does not provide the possibility of tests for compression (tension), shear and lateral pressure of the supported aircraft panels made of PCM, and protection of the device design at the time of destruction of the experimental panel of PCM.

Известно также устройство для испытаний на сжатие шарнирно опертых по вертикальным кромкам и защемленными по нагруженным кромкам пластин из ПКМ (см. "Прочность и устойчивость элементов и соединений элементов авиационных конструкций из композитов". Москва. Физматлит. 2013 г., с. 89-99).It is also known a device for testing the compression of hinged support along vertical edges and plates of PCM clamped along loaded edges (see "Strength and stability of elements and connections of elements of aircraft structures made of composites". Moscow. Fizmatlit. 2013, p. 89-99 ).

Указанное устройство не обеспечивает возможности испытаний на сложное нагружение.The specified device does not provide the possibility of testing for complex loading.

Еще одним аналогом заявленного технического решения является устройство для испытаний на сдвиг гладкой пластины из ПКМ, закрепленной в жесткой квадратной рамке с шарнирными соединениями в ее углах (см. "Прочность и устойчивость элементов и соединений элементов авиационных конструкций из композитов". Москва. Физматлит. 2013 г., с. 89-99, с. 100, 105, 115).Another analogue of the claimed technical solution is a device for testing the shear of a smooth plate made of PCM, fixed in a rigid square frame with hinged joints in its corners (see "Strength and stability of elements and connections of elements of aircraft structures made of composites." Moscow. Fizmatlit. 2013 , p. 89-99, p. 100, 105, 115).

Указанное устройство не обеспечивает возможности испытаний на сложное нагружение экспериментальной подкрепленной панели из ПКМ.The specified device does not provide the ability to test for complex loading of an experimental reinforced panel of the RMB.

Аналогом заявленного технического решения может служить также стенд (устройство) для испытаний на сжатие панелей из ПКМ, включающий в себя металлокомпозиционное соединение (см. патент на полезную модель RU 148805, G01N 3/08, опубликованный 20.12.2014).An analogue of the claimed technical solution can also serve as a stand (device) for compressive testing of panels made of PCM, which includes a metal composite (see Utility Patent RU 148805, G01N 3/08, published 12/20/2014).

Указанное устройство (стенд) не позволяет нагружать экспериментальный образец растяжением либо сжатием, сдвигом и внутренним давлением одновременно и получать фактическую прочность при сложном нагружении, реализуемым при эксплуатации в летательном аппарате.The specified device (stand) does not allow loading the experimental specimen by tension or compression, shear and internal pressure at the same time and to obtain the actual strength under complex loading realized during operation in an aircraft.

Еще одним аналогом заявленного технического решения является устройство для испытаний на сжатие типовых элементов силового каркаса планера летательного аппарата: многопролетных подкрепленных панелей в лабораторных условиях. Для испытаний используется экспериментальная трехпролетная панель, оснащенная тензорезисторами, с присоединенными к ней типовым крепежом поперечными нервюрами или шпангоутами, боковыми стенками, которые, в свою очередь, соединены со второй идентичной панелью, образуя замкнутую систему в виде кессона. Испытания панелей кессона происходят поочередно, при этом в среднем зачетном пролете реализуются условия опирания натурной конструктивной панели в месте соединения ее с нервюрами или шпангоутами, близкие к реальным (см. научный журнал «Исследования наукограда», №1 (11), 2015, с. 32-39).Another analogue of the claimed technical solution is a device for testing the compression of typical elements of the power frame of the airframe of an aircraft: multi-span reinforced panels in the laboratory. For testing, an experimental three-span panel equipped with strain gauges is used, with typical fasteners attached to it with transverse ribs or frames, side walls, which, in turn, are connected to the second identical panel, forming a closed system in the form of a caisson. Testing of caisson panels take place alternately, while on average test span conditions are realized for supporting a full-scale constructive panel at its junction with ribs or frames that are close to real (see scientific journal “Research of the Science City”, No. 1 (11), 2015, p. 32-39).

Указанное устройство для испытаний не обеспечивает его многофункциональность и возможность испытаний на сложное многокомпонентное нагружение панелей центроплана, крыла и ряда других агрегатов планера летательного аппарата (ЛА).The specified device for testing does not provide its versatility and the ability to test for complex multi-component loading panels of the center section, wing and a number of other units of the airframe of the aircraft (LA).

Известно устройство для испытаний на прочность при сжатии экспериментальной подкрепленной панели, состоящее из двух одинаковых параллельных трехпролетных панелей с зачетной средней частью, на которых установлены тензорезисторы. Панели связаны между собой четырьмя нервюрами, объединенными между собой с помощью типового крепежа парой боковых стенок. Нагружение панели происходит с помощью силового привода, например, испытательной машины путем перемещения активной траверсы, включающей в себя регулируемый сферический шарнир, либо посредством силовозбудителей, связанных с маслонасосной станцией (см. "Техника воздушного флота", 1986 г., №1, с. 70-73). Указанное устройство не обеспечивает многофункциональность и возможность испытаний при сложном нагружении панели летательного аппарата, выполненной из ПКМ.A device for testing the compressive strength of an experimental reinforced panel, consisting of two identical parallel three-span panels with a valid middle part, on which strain gages are installed, is known. The panels are interconnected by four ribs joined together by a typical fastener with a pair of side walls. The panel is loaded using a power drive, for example, a testing machine by moving an active crosshead, including an adjustable spherical hinge, or by means of energizers associated with an oil pump station (see “Air Fleet Technique”, 1986, No. 1, p. 70-73). The specified device does not provide multifunctionality and the ability to test with complex loading of the aircraft panel, made of RMB.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного технического решения является устройство для испытаний панелей на прочность при сложном двухкомпонентном нагружении сжатием и сдвигом (патент RU 2653774, G01N 3/10, опубликованный 14.05.2018).The closest analogue (prototype) of the claimed technical solution is a device for testing panels for strength under complex two-component loading by compression and shear (patent RU 2653774, G01N 3/10, published on 14.05.2018).

Устройство состоит из силового привода с опорами для приложения активных и реактивных усилий, закрепляемой панели, соединенной по продольным кромкам с полками боковых стенок швеллерного сечения, со средними участками пониженной жесткости в зоне рабочего участка панели, шарнирно закрепленных тяг, создающих нагружение устройства изгибом по краям и тяг, воспринимающих реакции опор кососимметрично расположенных по углам среднего пролета панели из ПКМ, двух тяг, соединенных со страховочными приспособлениями, двух осей, кронштейнов, соединенных с боковыми стенками, поперечных стяжек, соединенных только с боковыми стенками, и упруго-деформируемой плиты, соединенной с полками боковых стенок с противоположной от экспериментальной панели стороны и спаренных ребер на внешней стороне устройства.The device consists of a power drive with supports for the application of active and reactive forces, fixed panel, connected along the longitudinal edges with the shelves of the side walls of the channel section, with middle sections of reduced rigidity in the area of the working section of the panel, pivotally fixed bends, creating a loading device bending along the edges and The reaction of the supports supports are axially symmetrical at the corners of the middle span of the panel made of PCM, two biases connected with safety devices, two axes, brackets, with side walls, transverse screeds connected only to the side walls, and an elastically deformable plate connected to the shelves of the side walls opposite to the experimental panel side and paired ribs on the outside of the device.

Указанное устройство для испытаний не обеспечивает возможность сложного многокомпонентного нагружения панелей различных агрегатов ЛА.The specified device for testing does not provide the possibility of complex multi-component loading of panels of various aircraft units.

Все указанные известные устройства позволяют определять прочность и устойчивость элементов силового каркаса ЛА только при простом одноосном нагружении либо двухкомпонентном нагружении (сжатие со сдвигом).All these known devices allow us to determine the strength and stability of the elements of the power frame of the aircraft only with simple uniaxial loading or two-component loading (compression with a shift).

Недостатком всех вышеприведенных технических решений является отсутствие, лабораторных условиях, возможности испытаний при сложном многокомпонентном нагружении панелей крыла, центроплана, фюзеляжа и ряда других агрегатов планера, имитируя потоки растягивающих, сжимающих, сдвиговых усилий и поперечного давления, действующие на них в эксплуатации, в определенной комбинации, одновременно. Не обеспечена также их многофункциональность.The disadvantage of all the above technical solutions is the lack of laboratory conditions, the possibility of testing with complex multi-component loading of wing panels, center section, fuselage and a number of other airframe units, simulating tensile, compressive, shear and lateral pressure flows acting on them in operation, in a certain combination at the same time. Not provided as their multifunctionality.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка конструкции устройства, обеспечивающего повышение точности воспроизведения условий работы подкрепленной панели силового каркаса планера ЛА, изготовленной, например, из ПКМ при комбинации различных вариантов силового воздействия без изменения металлической части конструкции самого устройства.The task to be solved by the claimed invention is to develop a device design that improves the accuracy of reproducing the working conditions of a reinforced aircraft frame carcass panel, made, for example, of PCM with a combination of different power options without changing the metal part of the device structure itself.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности получаемых экспериментальных данных, а также многофункциональность устройства, без изменения конструкции при сборке, и реализация характера деформирования натурной длинномерной панели при моделировании различных видов нагружения (сжатие + сдвиг, сжатие + сдвиг + поперечное давление; растяжение + сдвиг; растяжение + сдвиг + поперечное давление) в лабораторных условиях..The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the experimental data obtained, as well as the versatility of the device, without changing the design during assembly, and the implementation of the nature of the deformation of the full-length panel when simulating various types of loading (compression + shear, compression + shear + transverse pressure; tension + shear; stretching + shear + lateral pressure) in laboratory conditions ..

Решение поставленной задачи и получение технического результата достигаются тем, что в устройстве для испытания панелей, содержащем силовой привод с опорами для приложения активных и реактивных усилий, боковые стенки со средним участком с пониженной жесткостью, поперечные стяжки, размещенные между боковых стенок, упруго-деформируемую плиту, соединенную с боковыми стенками, закрепляемую панель с рабочим участком в центральной зоне, при этом на упруго-деформируемой плите закреплен силовозбудитель, шток которого расположен в ее средней части с возможностью приложения усилия, моделирующего поперечное давление, на панель, а по краям среднего участка с пониженной жесткостью дополнительно установлены жесткие рамки с упорами для панели, находящимися на продольной оси панели. Упоры для панели выполнены регулируемыми, силовой привод содержит две пересекающиеся балки, установленные на опорах, шток силовозбудителя выполнен со сменным наконечником. Устройство дополнительно содержит динамометр и датчик перемещения, соединенные с силовозбудителем.The solution of the task and obtaining a technical result is achieved by the fact that in the device for testing panels containing a power drive with supports for the application of active and reactive forces, side walls with a middle section with reduced rigidity, transverse screeds placed between the side walls, an elastically deformable plate connected to the side walls, the fastened panel with the working area in the central zone, while on the elastically deformable plate there is attached an exciter, the rod of which is located in its middle Asti to apply a force simulating a lateral pressure on the panel, and the edges of the middle portion with low rigidity is further mounted a rigid framework with stops for a panel located on the longitudinal axis of the panel. The stops for the panel are made adjustable, the actuator contains two intersecting beams mounted on the supports, the actuator rod is made with a replaceable tip. The device further comprises a dynamometer and a displacement sensor connected to the energizer.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания примера выполнения заявленного устройства с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of an exemplary embodiment of the claimed device using the drawings on which is shown:

Фиг. 1 - Устройство для испытания панелей с силовым приводом (жесткие рамки с упорами не показаны).FIG. 1 - Device for testing power-driven panels (rigid frames with stops are not shown).

Фиг. 2 - Схема нагружения активными Р, реактивными R усилиями и давлением q(Q) панели из ПКМ в металлической части устройства (силовозбудитель и жесткие рамки с упорами не показаны):FIG. 2 - Loading scheme with active P, reactive R forces and pressure q (Q) of the PCM panel in the metal part of the device (exciter and rigid frames with stops are not shown):

а) моделирование сжатия и сдвига;a) compression and shear modeling;

б) моделирование растяжения и сдвига;b) modeling of stretching and shear;

в) моделирование внутреннего давления;c) modeling of internal pressure;

г) моделирование внешнего давления.d) simulation of external pressure.

Фиг. 3 - Устройство в разрезе в зоне рабочего участка:FIG. 3 - the device in a section in a zone of a working site:

сечение А-А - I - моделирование внешнего давления;section A-A - I - modeling external pressure;

сечение А-А - II - моделирование внутреннего давления;section A-A - II - modeling of internal pressure;

сечение Б-Б - жесткие рамки с упорами.BB section - rigid frames with stops.

Данное устройство может служить для создания сложного многокомпонентного нагружения одновременно усилиями сжатия (растяжения), сдвига и поперечного давления в лабораторных условиях подкрепленных панелей планера ЛА. Оно содержит силовой привод 1, состоящий из двух пересекающихся силовых балок, например, швеллерного сечения, установленных на четырех опорах (из них две с регулируемым штоком) и узлов крепления, размещенных в рабочем пространстве испытательного пресса, передающего нагрузку (показанную стрелкой на фиг. 1) на силовой привод, металлическую часть приспособления 2 для деформирования панели 3 (например, из ПКМ) активными и реактивными усилиями в определенной комбинации при различном положении панели, моделируя так же внутреннее либо внешнее давление, растяжение (сжатие) и сдвиг в рабочем участке 4 закрепляемой панели, силовозбудитель 5 с динамометром, датчиком перемещений и штоком 6 со сменным наконечником, проходящим в центральное отверстие упруго-деформируемой плиты 7. Последний создает в рабочем участке панели поперечную нагрузку (давление), а края рабочего участка, ограничивают две жесткие рамки 8 с регулируемыми (например, по высоте) упорами полусферической формы 9, опирающимися на панель по продольной центральной оси 10, а также поперечные (внутренние) стяжки 11. При этом металлическая часть приспособления 2 содержит боковые стенки со средним участком с пониженной жесткостью, поперечные стяжки 11, размещенные между боковых стенок, упруго-деформируемую плиту 7, соединенную с боковыми стенками и служит для закрепления панели с рабочим участком 4 в центральной зоне.This device can be used to create complex multicomponent loading at the same time by the efforts of compression (tension), shear and lateral pressure in laboratory conditions supported by airframe panels of the aircraft. It contains the actuator 1, consisting of two intersecting power beams, for example, channel section, mounted on four pillars (two of them with adjustable rod) and attachment points located in the working space of the test press transferring the load (shown by the arrow in Fig. 1 ) on the power drive, the metal part of the device 2 for deforming the panel 3 (for example, from PCM) by active and reactive efforts in a certain combination with a different position of the panel, simulating also the internal or external pressure Tension (compression) and shift in the working section 4 of the fastened panel, exciter 5 with a dynamometer, displacement transducer and rod 6 with an interchangeable tip passing into the central hole of the elastically deformable plate 7. The latter creates a transverse load (pressure) in the working section of the panel , and the edges of the working area, limit two rigid frames 8 with adjustable (for example, height) hemispherical supports 9, resting on the panel along the longitudinal central axis 10, as well as transverse (internal) couplers 11. In this case, metal The cushion part of the device 2 contains side walls with a middle section with reduced rigidity, transverse ties 11 placed between the side walls, an elastically deformable plate 7 connected to the side walls and serves to secure the panel with the working section 4 in the central zone.

Для создания внешних силовых воздействий, как в конструкторе меняется ориентация устройства относительно силового привода, направление действия активных и реактивных сил и место их приложения, а также присоединение силовозбудителя, создающего поперечное усилие, имитирующее распределенное давление на рабочем участке панели, а также расположение ПКМ панели в металлической части устройства.To create external force effects, as in the designer, the orientation of the device relative to the power drive changes, the direction of action of the active and reactive forces and the place of their application, as well as the connection of the energizer, which creates a transverse force that simulates the distributed pressure on the working section of the panel, and the PCM of the panel in metal parts of the device.

Для создания в рабочем участке ПКМ панели напряженно-деформированного состояния (сжатие + сдвиг) или (растяжение + сдвиг) две пересекающиеся силовые балки и опоры меняются местами, при неизменном направлении действия усилия в испытательном прессе, (фиг. 1 и фиг. 2), а третья компонента нагружения создается силовозбудителем через шток со сменным наконечником (фиг. 3).To create a stress-strain state in the working area of the PCM (compression + shear) or (stretching + shear) two intersecting power beams and supports are reversed, with a constant direction of force in the test press (Fig. 1 and Fig. 2), and the third component of the load is created by the energizer through a rod with a replaceable tip (Fig. 3).

Расположение ПКМ панели в устройстве позволяет создавать либо внешнее, либо внутреннее поперечное давление, а в комбинации с растяжением (сжатием) и сдвигом трехкомпонентное нагружение (трехосное напряженное состояние), описываемое эллипсоидом напряжений (Феодосьев В.И. Сопротивление материалов, с. 239-243.ГИФМЛ. 1963 г.). В прототипе же реализуется двухосное, плоское напряженное состояние, только сжатие со сдвигом. В процессе нагружения деформированное состояние фиксируется тензорезисторами, установленными на рабочем участке панели, как в прототипе.The arrangement of the PCM panels in the device allows you to create either external or internal transverse pressure, and in combination with tension (compression) and shear, three-component loading (triaxial stress state), described by the stress ellipsoid (Feodosyev VI, Resistance of materials, pp. 239-243 .GIFML. 1963). In the prototype, a biaxial, flat stress state is realized, only compression with a shift. In the process of loading, the deformed state is fixed by strain gauges installed on the working section of the panel, as in the prototype.

Устройство является многофункциональным, как конструктор, при комбинировании расположения панели из ПКМ, характера и места приложения внешних сил без изменения базовой конструкции.The device is multifunctional, as a designer, when combining the panel layout of the RMB, the nature and location of external forces without changing the basic design.

Использование описанного устройства позволяет повысить достоверность получаемых экспериментальных данных, за счет одновременного нагружения панели из ПКМ комбинацией усилий, на 15-20%, моделируя в лабораторных условиях процесс реального деформирования натурной панели силового каркаса планера ЛА. При этом воспроизводятся различные типовые варианты силового воздействия. При необходимости можно также оценивать прочность крепежа в панелях.Using the described device allows you to increase the reliability of the experimental data obtained, due to the simultaneous loading of the panel from PCM with a combination of efforts, by 15-20%, simulating in laboratory conditions the process of real deformation of the full-scale panel of the aircraft frame of the aircraft. At the same time, various typical variants of force action are reproduced. If necessary, you can also evaluate the strength of fasteners in the panels.

Необходимость проведения испытаний панелей силового каркаса из ПКМ в условиях, приближенных к эксплуатационным, регламентируется авиационными правилами и требованиями «Пирамиды» (Приложение: Общая схема…, Табл. 1) расчетно-экспериментальных исследований прочности, выполнение которых необходимо для обоснования правильности выбора материала, конструкторских решений, критериев прочности, технологических операций, валидации методик расчета и сертификации конструкции планера ЛА, при этом использование предлагаемого устройства позволяет перейти с 4-го уровня («Пирамиды») на 5-ый, комплексно моделируя сложные процессы реального деформирования силовых элементов конструкции.The need to test panels of the power cage made of PCM under conditions close to operational ones is governed by aviation rules and Pyramid requirements (Appendix: General scheme ..., Table 1) of computational and experimental strength studies, which are necessary to substantiate the correctness of material choice, design solutions, strength criteria, technological operations, validation of methods for calculating and certifying the design of the airframe of the aircraft, while the use of the proposed device allows It goes from the 4th level (“Pyramid”) to the 5th level, complexly modeling the complex processes of real deformation of the power elements of the structure.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (5)

1. Устройство для испытания панелей, содержащее силовой привод с опорами для приложения активных и реактивных усилий, боковые стенки со средним участком с пониженной жесткостью, поперечные стяжки, размещенные между боковых стенок, упругодеформируемую плиту, соединенную с боковыми стенками, закрепляемую панель с рабочим участком в центральной зоне, отличающееся тем, что на упругодеформируемой плите закреплен силовозбудитель, шток которого расположен в ее средней части с возможностью приложения усилия на панель, а по краям среднего участка с пониженной жесткостью дополнительно установлены жесткие рамки с упорами для панели, находящимися на продольной оси панели.1. Device for testing panels, containing a power drive with supports for the application of active and reactive forces, side walls with a middle section with reduced rigidity, transverse screeds placed between the side walls, an elastically deformable plate connected to the side walls, fixed panel with the working section in a central zone, characterized in that an energizer is fixed on an elastically deformable plate, the stem of which is located in its middle part with the possibility of applying a force on the panel, and on the edges of the middle section In addition, rigid frames with stops for the panel located on the longitudinal axis of the panel are installed with a reduced rigidity. 2. Устройство для испытания панелей по п. 1, отличающееся тем, что упоры для панели выполнены регулируемыми.2. A device for testing panels according to claim. 1, characterized in that the stops for the panel are made adjustable. 3. Устройство для испытания панелей по п. 1, отличающееся тем, что силовой привод содержит две пересекающиеся балки, установленные на опорах.3. A device for testing panels under item 1, characterized in that the power drive contains two intersecting beams mounted on supports. 4. Устройство для испытания панелей по п. 1, отличающееся тем, что шток силовозбудителя выполнен со сменным наконечником.4. A device for testing panels under item 1, characterized in that the actuator stem is made with a replaceable tip. 5. Устройство для испытания панелей по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит динамометр и датчик перемещения, соединенные с силовозбудителем.5. A device for testing panels according to claim. 1, characterized in that it additionally contains a dynamometer and a displacement sensor connected to an energizer.
RU2018126604A 2018-07-19 2018-07-19 Panel testing device RU2685792C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126604A RU2685792C1 (en) 2018-07-19 2018-07-19 Panel testing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126604A RU2685792C1 (en) 2018-07-19 2018-07-19 Panel testing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685792C1 true RU2685792C1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66314782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126604A RU2685792C1 (en) 2018-07-19 2018-07-19 Panel testing device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685792C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110264836A (en) * 2019-06-20 2019-09-20 西京学院 A kind of mechanics of materials distortional stress apparatus for demonstrating
CN110887733A (en) * 2019-11-20 2020-03-17 中国飞机强度研究所 Static force tensile test device of joint-wallboard structure
CN114720169A (en) * 2022-06-07 2022-07-08 中国飞机强度研究所 Complex stress boundary loading system for testing aircraft plane structure discrete source impact resistance

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8365610B2 (en) * 2007-06-25 2013-02-05 Astrium Sas Testing device for structural panels
RU128930U1 (en) * 2012-11-28 2013-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") PANEL TEST STAND
RU148805U1 (en) * 2014-07-24 2014-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") PANEL TEST STAND
RU2653774C1 (en) * 2017-06-06 2018-05-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Device for testing panels

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8365610B2 (en) * 2007-06-25 2013-02-05 Astrium Sas Testing device for structural panels
RU128930U1 (en) * 2012-11-28 2013-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") PANEL TEST STAND
RU148805U1 (en) * 2014-07-24 2014-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") PANEL TEST STAND
RU2653774C1 (en) * 2017-06-06 2018-05-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Device for testing panels

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110264836A (en) * 2019-06-20 2019-09-20 西京学院 A kind of mechanics of materials distortional stress apparatus for demonstrating
CN110264836B (en) * 2019-06-20 2021-06-25 西京学院 A material mechanics deformation stress demonstration device
CN110887733A (en) * 2019-11-20 2020-03-17 中国飞机强度研究所 Static force tensile test device of joint-wallboard structure
CN114720169A (en) * 2022-06-07 2022-07-08 中国飞机强度研究所 Complex stress boundary loading system for testing aircraft plane structure discrete source impact resistance
CN114720169B (en) * 2022-06-07 2022-08-12 中国飞机强度研究所 Complex stress boundary loading system for testing aircraft plane structure discrete source impact resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2685792C1 (en) Panel testing device
Godio et al. Effects of the dilatancy of joints and of the size of the building blocks on the mechanical behavior of masonry structures
JP5306339B2 (en) Structural panel testing equipment
Alekseytsev et al. Deformations of steel roof trusses under shock emergency action
Ge et al. Experimental and numerical investigation of stiffened composite curved panel under shear and in-plane bending
RU2653774C1 (en) Device for testing panels
Zhang et al. Seismic tests and numerical investigation of blind-bolted moment CFST frames infilled with thin-walled SPSWs
Ahmed et al. Experimental and finite element study of profiled steel sheet dry board folded plate structures
Mou et al. Impact test and numerical simulation of typical sub-cargo fuselage section of civil aircraft
Elnashai et al. The multi-axial full-scale sub-structured testing and simulation (MUST-SIM) facility at the University of Illinois at Urbana-Champaign
CN107063901A (en) The acquisition methods of Fatigue Strength of Concrete curve under a kind of curved scissors stress
Bujnak et al. Experimental and theoretical investigation of composite truss beams
Weigand et al. Overview of AISC/NSF structural integrity research and preliminary results
Hassan et al. Behavior of concentrically loaded CFT braces connections
RU144099U1 (en) SAMPLE FOR TESTING PANELS FROM POLYMER COMPOSITE MATERIAL
Ishac et al. Behavior Analysis of Stiffened Slender Plate Girders
Bairrao et al. Benchmark testing and performance comparison of shaking tables and reaction walls
Tremblay et al. Experimental testing of large scale structural models and components using innovative shake table, dynamic, real-time hybrid simulation and multi-directional loading techniques
Men et al. Research on behavior of composite joints consisting of concrete and steel
Kutsenko Structural Mechanics: The calculations of complex beams and trusses
Tong et al. Study on effect of curved chords on behavior of welded circular hollow section joints
Michálek et al. Composite truss beams experimental and theoretical research
Kale et al. Static/modal analysis of cantilever beam
Rajkannu et al. Investigation on the effect of warping on the stability behaviour of cold formed steel beam-columns
Li Structural damage identification using vibration-based model updating