CN104773305B - 一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构及其设计方法，包括地面支撑、驱动端一、试验台外框、轴承一、转动轴线一、试验台右半外框、试验台左半外框、负载和试验台重心等。该试验台结构设计方法是采用计算机3D软件进行建模，并模拟试验台所有的载荷，包括结构本身和负载质量产生的载荷以及由于转动产生的惯性载荷等，建模软件将自动求出试验台的重心，在此基础上优化试验台结构，使试验台本体质量与负载质量进行全部或尽可能平衡，对左半外框的杆件在满足强度与刚度条件下进行加长，使试验台外框整体形成不对称形状，试验台重心向转动轴线一靠近。本发明试验台结构不仅具有不平衡力矩小，结构合理的优点，降低了建造试验台的成本。
Description
技术领域
本发明属于航空试验机械结构设计领域，涉及一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构及其设计方法。
背景技术
根据航空工业标准（HB7169-1995）的规定，飞机燃油系统在研制过程中，必须进行地面模拟试验，所需的设备为具有2自由度转动方向的飞机燃油系统地面模拟试验台（以下简称试验台）。
目前公知的试验台结构都是对称式的，即相对于转动轴线运动的试验台结构分布是对称式的。如附图1所示。对称式分布结构简单，通常由于负载重心偏离对称式分布结构中心，使试验台的不平衡力矩增大，由此带来的后果是试验台的驱动力矩必须相应增大，如此带来设计的不合理性。
发明内容
为了克服上述设计的不合理性，本发明提出了一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构及其设计方法，并采用计算机3D软件对试验台进行建模，模拟试验台所有的载荷，包括结构本身质量产生的载荷以及负载载荷等，计算出试验平台重心位置，由于通常对称情况下试验平台重心偏向转动轴线一的右边，将更多的质量分布于轴线的左边，通过对左半外框进行优化设计，使左半外框向左扩大形成不对称形状，此时试验平台重心将向转动轴线一靠近，这样就达到了减少试验台不平衡力矩的目的。
本发明的技术方案为：1．一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构，包括地面支撑、驱动端一、试验台外框、轴承一、转动轴线一、驱动端二、试验台右半外框、试验台左半外框、试验台内框、转动轴线二、轴承二、负载和试验台重心，所述驱动端一安装在地面支撑上，所述试验台外框一端安装在驱动端一上，另一端安装地面支撑上的轴承一上，所述试验台外框在驱动端一的驱动下可绕转动轴线一转动，所述驱动端二安装在试验台右半外框上，所述试验台内框一端安装在驱动端二上，另一端安装在试验台左半外框上的轴承二上，所述试验台内框在驱动端二的驱动下可绕转动轴线二转动，所述负载安装在试验台内框上，其特征在于：根椐计算机3D软件对试验台建模、模拟计算、优化设计的结果，对所述左半外框的杆件在满足强度与刚度条件下进行加长，使所述试验台外框整体形成不对称形状，所述试验台重心向转动轴线一靠近，直到试验台重心与转动轴线一的偏心距值为零值或尽可能接近零值。
2．一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构设计方法，其特征在于：所述试验台结构设计方法是采用计算机3D软件对试验台进行建模，并模拟试验台所有的载荷，包括结构本身和负载质量产生的载荷以及由于转动产生的惯性载荷，在此基础上优化试验台结构，使试验台本体质量与负载质量进行全部或尽可能平衡，同时在满足强度与刚度设计参数的基础上，设计确定新的试验台结构。
本发明试验台结构不仅具有不平衡力矩小，结构合理的优点，而且设计方法简单可行。更重要的是由此可大大减少试验台的驱动力矩，降低了建造试验台的成本。
附图说明
图1是原对称式分布结构示意图；
图2是本发明结构示意图；
图中: 1-地面支承，2-驱动端一，3-试验台外框 4-轴承一，5-转动轴线一，6-驱动端一，7-试验台右半外框，8-试验台左半外框，9-试验台内框，10-转动轴线二，11-轴承 二，12负载，13-试验台重心。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如附图2所示，一种非对称式飞机燃油系统地面模拟试验台结构，包括地面支承1、驱动端一2、试验台外框3、轴承一4、转动轴线一5、驱动端二6、试验台右半外框7、试验台左半外框8、试验台内框9、转动轴线二10、轴承二11、负载12和试验台重心13。 采用计算机3D建模软件如CATIA、UG等软件对试验台全部结构包括结构本体以及负载12进行一比一的真实建模，并对各部分结构赋予真实的材料特性，此时，建模软件将自动求出试验台的重心13，由于通常对称情况下试验平台重心13偏向转动轴线一5右边，对左半外框8结构进行优化设计，将更多的质量分布于轴线的左边，比如对左半外框8的杆件在满足强度刚度条件下进行加长（本实施列优选）或加粗，或者在不影响负载即飞机燃油系统地面模拟试验系统安装的前提下对右边杠件缩短等，此时试验平台重心13将向转动轴线一5靠近，直到偏心距值为零值或尽可能接近零值。此时试验台结构左右两侧的质量已全部或大部分平衡，这样就达到了减少试验台不平衡力矩的目的，同时在满足强度与刚度等设计参数的基础上，确定新的试验台结构方案。
Claims (2)
1.一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构，包括地面支撑(1)、驱动端一(2)、试验台外框(3)、轴承一(4)、转动轴线一(5)、驱动端二(6)、试验台右半外框(7)、试验台左半外框(8)、试验台内框(9)、转动轴线二(10)、轴承二(11)、负载(12)和试验台重心(13)，所述驱动端一(2)安装在地面支撑(1)上，所述试验台外框(3)一端安装在驱动端一(2)上，另一端安装地面支撑(1)上的轴承一(4)上，所述试验台外框(3)在驱动端一(2)的驱动下可绕转动轴线一(5)转动，所述驱动端二(6)安装在试验台右半外框(7)上，所述试验台内框(9)一端安装在驱动端二(6)上，另一端安装在试验台左半外框(8)上的轴承二(11)上，所述试验台内框(9)在驱动端二(6)的驱动下可绕转动轴线二(10)转动，所述负载(12)安装在试验台内框(9)上，其特征在于：根椐计算机3D软件对试验台建模、模拟计算、优化设计的结果，对所述左半外框（8）的杆件在满足强度、刚度条件下进行加长，使所述试验台外框(3)整体形成不对称形状，所述试验台重心(13)向转动轴线一（5）靠近，直到试验台重心(13)与转动轴线一（5）的偏心距值为零值或尽可能接近零值。
2.一种非对称式飞机燃油系统模拟试验台结构设计方法，其特征在于：所述试验台结构设计方法是采用计算机3D软件对试验台进行建模，并模拟试验台所有的载荷，包括结构本身和负载质量产生的载荷以及由于转动产生的惯性载荷，建模软件将自动求出试验台的重心，在此基础上优化试验台结构，使试验台本体质量与负载质量进行全部或尽可能平衡，同时在满足强度与刚度设计参数的基础上，设计确定新的试验台结构。
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