Спосіб дослідження пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій

Спосіб дослідження пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, який полягає в прикладанні до конструкції навантажуючої сили і вимірі ЛІНІЙНИХ переміщень у кожному досліджуваному поперечному перетині згаданої конструкції в точках и поверхні, що лежать на одній прямій, паралельній лінії дії навантажуючої сили, який відрізняється тим, що навантажуючу силу прикладають до конструкції, безупинно переміщуючи її уздовж контуру кожного досліджуваного перетину без зміни напрямку дії сили й одночасно міряючи переміщення в будь-яких двох зазначених точок перетину, причому переміщення сили здійснюють до встановлення рівності між переміщеннями, які вимірюються у цих двох точках на зазначеній конструкції, а положення силозбуджувача при цьому вважають однією з точок, що належить осі жорсткості досліджуваної конструкції Винахід відноситься до галузі дослідження пружних властивостей конструкцій, а саме до способів експериментального визначення пружних властивостей тонкостінних консольно закріплених авіаційних конструкцій, зокрема, крил літальних апаратів Відомий спосіб дослідження пружних властивостей конструкцій, який полягає в навантаженні конструкції шляхом порушення у ній коливань і виміру амплітуд вібропереміщень /1/ Недоліками відомого способу дослідження пружних властивостей конструкцій є те, що за допомогою нього можна визначити тільки переміщення контрольних точок, а координати осі жорсткості в досліджуваному перетині конструкції не визначаються Найбільш близьким технічним рішенням як за суттю, так і за результатом, що досягається, який обрано за прототип, є спосіб дослідження пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, який полягає в додатку до конструкції навантажуючої сили і вимірі ЛІНІЙНИХ переміщень у кожному досліджуваному поперечному перетині згаданої конструкції в точках и поверхні, що лежать на одній прямій, паралельній лінії дії зазначеної навантажуючої сили 121 Недоліками відомого способу дослідження пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, який обрано за прототип, є те, що вимірюють ЛІНІЙНІ переміщення конструкції в точках, що лежать на однієї прямої, що знаходиться в площині дії навантажуючої сили, але при цьому не визначають координати центру жорсткості перетину, які належать осі жорсткості крила В основу винаходу покладена задача шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити визначення положення осі жорсткості консольно закріплених авіаційних конструкцій, зокрема крила літального апарата Суть винаходу в способі дослідження пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, який полягає в додатку до конструкції навантажуючої сили і вимірі ЛІНІЙНИХ переміщень у кожному досліджуваному поперечному перетині згаданої конструкції в точках и поверхні, що лежать на одній прямій, паралельній лінії дії зазначеної навантажуючої сили, полягає в тому, що навантажуючу силу прикладають до конструкції, безупинно переміщуючи її уздовж контуру кожного досліджуваного перетину без зміни напрямку дії сили й одночасно міряючи переміщення в будьяких двох зазначених точок перетину Суть вина СО (О 62473 ходу полягає і втому, що переміщення сили здійснюють до встановлення рівності між переміщеннями, які вимірюються, у цих двох точках на зазначеній конструкції, а положення силозбуджувача при цьому вважають однією з точок, що належить осі жорсткості досліджуваної конструкції Вирішення покладеної технічної задачі дійсно можливе, тому що можливо прикласти навантажуючу силу до досліджуваного перетину, виміряти при цьому ЛІНІЙНІ переміщення в точках, що лежать на поверхні згаданого перетину на одній прямій, паралельній лінії дії навантажуючої сили і порівняти їх Силу, що конструктивно навантажує конструкцію, можливо безупинно переміщати уздовж контуру кожного досліджуваного перетину, здійснюючи при цьому одночасно в кожному з перетинів вимір ЛІНІЙНИХ переміщень у зазначених точках, до того моменту, коли обмірювані в двох точках згаданого перетину ЛІНІЙНІ переміщення не будуть рівними між собою, тобто, коли відбудеться чистий вигін конструкції У цей момент можливо по точках додатка цієї навантажуючої сили до конструкції визначити координати и осі жорсткості, а саме, координати центра жорсткості перетину, які належать осі жорсткості крила Порівняльний аналіз технічного рішення, яке заявляється, із прототипом, показує, що спосіб визначення пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, відрізняється тим, що навантажуючу силу прикладають до конструкції, безупинно переміщуючи и уздовж контуру кожного досліджуваного перетину без зміни напрямку дії сили й одночасно міряючи переміщення в будь-яких двох зазначених точках перетину, при цьому переміщення сили здійснюють до встановлення рівності між переміщеннями, які вимірюються, у цих двох точках на зазначеній конструкції, а положення силозбуджувача при цьому вважають однією з точок, що належить осі жорсткості досліджуваної конструкції Таким чином, спосіб визначення пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, який заявляється, відповідає критерію винаходу "новизна" Суть винаходу пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на фіг 1 подана схема здійснення способу визначення пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, на фіг 2 показане положення перетину крила при додатку навантаження в точці, що відповідає абсцисі центру жорсткості згаданого перетину крила Спосіб дослідження пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій здійснюють наступним чином До досліджуваного об'єкта, наприклад до крила (позиція 1, фиг 1), у деякому його поперечному перетині прикладають навантажуючу силу Р в напрямку осі Y Під ДІЄЮ СИЛИ Р перетин переміщується і займає положення, показане на кресленнях суцільною ЛІНІЄЮ У будь-яких двох точках досліджуваного перетину, що лежать на одній прямій, яка є паралель ною лінії дії навантажуючої сили Р, наприклад у точках А і В, вимірюють розміри ЛІНІЙНИХ переміщень (5д і 5в) і порівнюють їх Далі силу Р прикладають в ІНШІЙ ТОЧЦІ ЦЬОГО Ж перетину крила 1, вимірюють розміри ЛІНІЙНИХ переміщень 5 і порівнюють їх Якщо при цьому розмір різниці 5д-5в збільшується, то силу Р прикладають у точці, що лежить по інший бік від точки С При цьому різниця 5д-5в буде зменшуватися Навантажуючу силу Р безупинно переміщають уздовж контуру досліджуваного перетину без зміни напрямку дії сили, міряючи переміщення в точках А і В доти, поки ЛІНІЙНІ переміщення не вирівнюються, тобто 5д=5в У цьому випадку відбудеться чистий вигин конструкції, що характеризується тим, що при додатку навантаження до точки, що знаходиться на осі жорсткості, усі точки цього перетину конструкції, наприклад, крила перемістяться на однакову величину Точка Сі додатка навантажуючої сили Р при виконанні рівності 5д=5в і є абсцисою Хо центру жорсткості досліджуваного перетину Для визначення ординати центру жорсткості навантажуючу силу Р прикладають к перетину у напрямку, перпендикулярному виконаному На кресленнях показана схема навантаження перетину крила 1 тільки в одному напрямку щодо осі ординат Точка Со із координатами Хо і Yo є центром жорсткості перетину Після ЦЬОГО переходять до наступного перетину, у котрому також визначають координати центру жорсткості З'єднуя центри жорсткості окремих перетинів уздовж розмаху крила 1, визначають вісь жорсткості досліджуваного крила Експериментальні дослідження, які були проведені на крилах і стабілізаторах літальних апаратів різних типів показали, що використання винаходу дозволяє визначати положення осі жорсткості крила (або будь-якої іншої тонкостінної консольно закріпленої авіаційної конструкції, наприклад, стабілізатора), із точністю до 0,05% хорди крила (погрішність 0,5 1 мм на 1 м перетину) Підвищення ефективності застосування способу дослідження пружних властивостей консольно закріплених авіаційних конструкцій, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок того, що навантажуючу силу безупинно переміщають уздовж контура кожного досліджуваного перетину, здійснюючи одночасно вимір ЛІНІЙНИХ переміщень у зазначених точках до того моменту, коли вимірені в двох точках ЛІНІЙНІ переміщення не зрівняються (тобто відбудеться чистий вигин конструкції), і по точках додатка цієї навантажуючої сили до конструкції визначають координати осі жорсткості Джерела інформації 1 "Справочник машиностроителя", том 3, под ред С В Серенсена, М , Машгиз, 1962, С 406-407 - аналог 2 Обзор ЦАГИ, 1970, №315, С 92-93, фіг 418421 - прототип 62473 Зісь У центр жортхост перетині? Фїг. І Фіг. 2 Комп'ютерна верстка А Ярославцева Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119