二力杆原理在加载试验中的巧妙运用

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1、制造技术研究航天制造技术二力杆原理在加载试验中的巧妙运用牛永进柳育红李金荣(长冶清华机械厂，韩宏图崔丽君悦平长冶046012)摘要：通过对油缸的两种加载方案进行比较，仔细分析加载力的位置、大小与加载空间，巧妙利用二力杆原理，设计了专用加载工艺装备，并对其结构进行了有限元分析，满足了产品加载要求，加载试验获得了圆满成功．关键词：加载试验；二力杆原理；有限元分析；工艺装备IngeniousApplicationofTwo-forcePrincipleinLoadingTestNiuYongjinLiuYuhongLi

2、JinrongHanHongtuCuiLijunYuePing(ChangzhiQinghuaMachineryFactory，Changzhi046012)Abstract,Inthepaper,twoloadingprojectshavebeencompared；location，size，andspaceoftheloadingforcehavebeenanalyzedcarefully．Throughtheingeniousappficationoftwo-forceprinciple，thededica

3、tedloadingprocessequipmentisdesignedandmadethefiniteelementanalysis．Itsatisfiestheproductloadingrequirements．Theloadingtesthasbeenverysuccessful．Keywords：loadingtest：two-forceprinciple：finiteelementanalysis：processequipment1引言在各种型号产品的生产研制过程中，经常需要对产品进行相应的加载试验，

4、以验证产品结构是否合理，各项技术性能指标是否达到总体要求。在某型号产品研制过程中，需对产品两支耳进行加载，如图l所示，产品单个支耳最大加载力为300kN，方向与水平成750，向下。本次加载试验加载力大，加载空间小，因此需要设计专用的加载工艺装备进行加载。图1某型号产品示意图2加载方案的确定由于加载力较大，达到300kN，如果采用配重加载，加载难度大、高度高，且不安全，不经济，因此我们初步选用了油缸加载方案。通过对产品结构的认真分析和讨论，形成了两种加载方案。2．1方案一由于产品加载空间小，因此我们放弃了油缸拉支耳

5、的方案，采用油缸直接对支耳进行加载的方案，如图2所示。本方案的优点是：加载力大小易测鼍，方向直观，加载数据直接、准确。缺点是：由于加载力大，加载高度高，工艺立柱受力不好，很容易变形，作有简介：牛水进(1976-)，L程师．机械制造与工艺装备々业一研究方向：机械制造段加1：I：艺。收稿ll期：2010-09-1637竺兰兰：：：：!：：：：：!!!：即使通过改善止柱结构，加强立柱的结构强度，弹性变形也不可避免，从而导致加载力方向上有所变化，使加载试验不能满足产品支耳加载要求。22方案二巧妙利用：山杆JJn戟鲧理，通

6、过设计计算，间接{!

7、}证加载力的人小和方向，从而满足产品^u载要求，如图3所示。本方，睾的优点是：结构简单，加载力的太小和方向水会发生变化．窖舄满足产品支耳m{戡要求。缺点是：加载力人小和方向小直接，测试数据I『能宵一定议差。通过认真讨皓比较，仔细分析．认为采用方案二设H心路巧妙、实用．∞u载耍求容耪雠证。3加载工装的设计厦计算31杠杆的设计厦计算在设计过程-p．为了节约工装费用，油缸采用了』。内现有汕缸，两耳问距为600～lOIOmm，最人推力500kN，油缸的加载力足够．初定油缸加戟力为150kN．方向与水

8、平成础．这样油缸推力与产品的反力，台成r拉杆反力．力学多边形如图4所示。根据

9、

10、算结果及支耳结构，初步设计出杠杆结构，外对其甩静力分析轵件进行丁有限元分祈．蜘圉5所示。从受力分析可以看出．杠杆结构最人应力为165MPat完全满足设计要求。38陵图4加我力学多迫形33销轴的设计与计算由图3可以看出，必须对各锖轴进行受力分析制造技术研究航天制造技术利用静力分析软件对其进行了有限元分析，其中受力最人的销轴分析情况如图7所示。从受力分析可以看出，销轴最人应力为264MPa，应力较大，选用45号调质钢，即可满足结构要求。图

11、7销轴的受力分析3．4其他部分设计由于产品支耳受到向下力，产品将产生翻转情况，所以必须将产品用压板紧固到平台上，采用12个压板均布在支耳对面圆周．卜，将其压紧，从而保证试验顺利进行。(上接第19页)4结束语4加载效果经过实际加载试验验证，加载方法合理、巧妙、可靠，达到了产品加载要求，获得了产品应力及应变的试验数据，达到了试验日的，取得了圆满成功。5结束语通过对产品支耳加载