大吨位载荷承载装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010505622.5 (22)申请日 2020.06.05 (71)申请人 中国飞机强度研究所 地址 710065 陕西省西安市电子2路86号 (72)发明人 付志鹏陈宏张仡秦强 丛琳华魏广平 (74)专利代理机构 中国航空专利中心 11008 代理人 卫媛媛 (51)Int.Cl. B64F 5/60(2017.01) (54)发明名称 一种大吨位载荷承载装置 (57)摘要 本申请提供一种大吨位载荷承载装置， 包括 竖直整体焊接结构1、 液压设备接口2、 水平整体 焊接。

2、结构3、 对接加强筋4和主动卸载接口5， 其 中： 竖直整体焊接结构1包括竖直设置的相互平 行的第一面板和第二面板、 竖向设置于第一面板 和第二面板之间的至少2个竖向筋板， 横向设置 于第一面板和第二面板之间两端的2个横向筋 板， 第一面板和第二面板均为方形板状结构， 每 个竖向筋板的靠近顶部区域设置通孔， 所述通孔 用于装置的吊装； 所述第一面板外侧设置有液压 设备接口2， 所述液压设备接口2为孔群构型， 用 于对接液压设备。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 111746822 A 2020.10.09 CN 111746822 A 1.一种大吨位载荷承载装置， 其特征在于， 所。

3、述大吨位载荷承载装置包括竖直整体焊 接结构(1)、 液压设备接口(2)、 水平整体焊接结构(3)、 对接加强筋(4)和主动卸载接口(5)， 其中： 竖直整体焊接结构(1)包括竖直设置的相互平行的第一面板和第二面板、 竖向设置于 第一面板和第二面板之间的至少2个竖向筋板， 横向设置于第一面板和第二面板之间两端 的2个横向筋板， 第一面板和第二面板均为方形板状结构， 每个竖向筋板的靠近顶部区域设 置通孔， 所述通孔用于装置的吊装； 所述第一面板外侧设置有液压设备接口(2)， 所述液压设备接口(2)为孔群构型， 用于 对接液压设备； 水平整体焊接结构(3)水平设置的上下相互平行的第三面板和第四面板、。

4、 设置于第三 面板和第四面板之间的竖向筋板， 第三面板和第四面板均为工形板状结构； 竖直整体焊接结构(1)竖直设置在水平整体焊接结构(3)的中间， 竖直整体焊接结构 (1)与水平整体焊接结构(3)通过焊接组合， 且在竖直整体焊接结构(1)与水平整体焊接结 构(3)的双面对接处焊接至少2个对接加强筋(4)； 第二面板上设置有至少2个主动卸载接口(5)， 主动卸载接口(5)为双耳构型。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 主动卸载接口(5)的双耳居中焊接于第二 面板上方， 双耳高度低于第一面板的液压设备接口中心位置。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 竖直整体焊接结构(1)的。

5、第一面板和第二 面板的水平长度均为根据试验所需卸载载荷及指定卸载区域的区域面积和地坪承载能力 所确定的； 第一面板和第二面板的竖直高度均为根据所对接的液压加载作动筒底座尺寸进行确 定的； 每个竖向筋板设置的通孔的开孔尺寸为根据大吨位载荷承载装置的自身重量及吊具 规格确定的； 第一面板和第二面板的间距及竖向筋板间距为根据对接安装液压加载作动筒底座所 需操作空间、 焊接所需工艺操作空间、 主动卸载接口数量及结构强度要求确定的。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 水平整体焊接结构(3)的第三面板和第四 面板的长度和宽度均为根据试验载荷的垂向分量及大吨位载荷承载装置安装区域的地坪 承载能力。

6、确定的； 第三面板和第四面板的间隔尺寸为根据最小化原则并综合考虑试验载荷航向分量主 动卸载所需现有加载设备参数确定的。 5.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 对接加强筋(4)的强度为预设强度。 6.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 液压设备接口(2)的孔群的孔尺寸及孔距 与所对接的液压加载作动筒底座孔群一致。 7.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 主动卸载接口(5)的双耳自身强度及与竖 向整体焊接结构(1)的焊接强度均满足试验载荷航向分量的卸载要求。 8.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 第二面板上焊接有至少2个主动卸载接口 (5)。 权利要求书 1/1 页 2。

7、 CN 111746822 A 2 一种大吨位载荷承载装置 技术领域 0001 本发明属于机械领域， 特别涉及一种大吨位载荷承载装置。 背景技术 0002 飞机的全机结构强度试验中， 需要使用载荷承载装置将施加到飞机结构上的试验 载荷安全传递到试验厂房的承力结构(承力地坪、 承力墙等)上。 以往型号飞机的全机结构 强度试验中， 分布载荷(如机翼载荷)可通过分区控制来调整加载点的载荷大小， 集中载荷 (如起落架载荷、 发动机载荷)也属几十吨量级， 这种相对较小载荷对全机试验厂房的现有 硬件条件要求并不高， 现有的典型载荷承载装置的强度满足要求， 通过压梁及地脚螺栓将 载荷承载装置上的载荷小范围扩。

8、散传递到承力地坪后， 承力地坪的强度也可满足要求。 0003 我国某新型舰载机的辅助起飞试验载荷为单点大载荷， 达到180多吨， 且载荷方向 为斜向下， 相比单纯垂向载荷和水平载荷， 试验加载难度更大， 给承载设备、 固定设备及厂 房承力地坪等都带来了极大的挑战,现有的承载装置已远远无法满足使用要求。 发明内容 0004 本申请提供一种大吨位载荷承载装置， 以满足当前及未来舰载飞机辅助起飞载荷 静力试验加载需求。 0005 本申请提供的大吨位载荷承载装置， 包括竖直整体焊接结构1、 液压设备接口2、 水 平整体焊接结构3、 对接加强筋4和主动卸载接口5， 其中： 0006 竖直整体焊接结构1包。

9、括竖直设置的相互平行的第一面板和第二面板、 竖向设置 于第一面板和第二面板之间的至少2个竖向筋板， 横向设置于第一面板和第二面板之间两 端的2个横向筋板， 第一面板和第二面板均为方形板状结构， 每个竖向筋板的靠近顶部区域 设置通孔， 通孔用于装置的吊装； 0007 第一面板外侧设置有液压设备接口2， 液压设备接口2为孔群构型， 用于对接液压 设备； 0008 水平整体焊接结构3水平设置的上下相互平行的第三面板和第四面板、 设置于第 三面板和第四面板之间的竖向筋板， 第三面板和第四面板均为工形板状结构； 0009 竖直整体焊接结构1竖直设置在水平整体焊接结构3的中间， 竖直整体焊接结构1 与水平。

10、整体焊接结构3通过焊接组合， 且在竖直整体焊接结构1与水平整体焊接结构3的双 面对接处焊接至少2个对接加强筋4； 0010 第二面板上设置有至少2个主动卸载接口5， 主动卸载接口5为双耳构型。 0011 可选的， 主动卸载接口5的双耳居中焊接于第二面板上方， 双耳高度低于第一面板 的液压设备接口中心位置。 0012 可选的， 竖直整体焊接结构1的第一面板和第二面板的水平长度均为根据试验所 需卸载载荷及指定卸载区域的区域面积和地坪承载能力所确定的； 0013 第一面板和第二面板的竖直高度均为根据所对接的液压加载作动筒底座尺寸进 说明书 1/4 页 3 CN 111746822 A 3 行确定的；。

11、 0014 每个竖向筋板设置的通孔的开孔尺寸为根据大吨位载荷承载装置的自身重量及 吊具规格确定的； 0015 第一面板和第二面板的间距及竖向筋板间距为根据对接安装液压加载作动筒底 座所需操作空间、 焊接所需工艺操作空间、 主动卸载接口数量及结构强度要求确定的。 0016 可选的， 水平整体焊接结构3的第三面板和第四面板的长度和宽度均为根据试验 载荷的垂向分量及大吨位载荷承载装置安装区域的地坪承载能力确定的； 0017 第三面板和第四面板的间隔尺寸为根据最小化原则并综合考虑试验载荷航向分 量主动卸载所需现有加载设备参数确定的。 0018 可选的， 对接加强筋4具有预设强度。 0019 可选的， 。

12、液压设备接口2的孔群的孔尺寸及孔距与所对接的液压加载作动筒底座 孔群一致。 0020 可选的， 主动卸载接口5的双耳自身强度及与竖向整体焊接结构1的焊接强度均满 足试验载荷航向分量的卸载要求。 0021 可选的， 第二面板上焊接有至少2个主动卸载接口5。 0022 综上， 该大吨位载荷承载装置具有以下优点： 0023 1)该装置设置了航向载荷主动卸载接口并大幅扩大了垂向载荷扩散面积； 0024 2)能够承载远大于以往加载点载荷的大吨位载荷； 0025 3)能够承载垂直于地坪平面内0 90 之间的大吨位拉压双向向载荷， 承载载荷 范围大幅拓宽。 附图说明 0026 图1为本申请实施例提供的大吨位。

13、载荷承载装置载荷传递原理示意图； 0027 图2为本申请实施例提供的一种大吨位载荷承载装置整体的等轴侧视图； 0028 图3为本申请实施例提供的另一种大吨位载荷承载装置整体的等轴侧视图； 0029 图4为本申请实施例提供的大吨位载荷承载装置沿 - 线的纵向剖面图。 具体实施方式 0030 本发明创造的目的是提供一种大吨位载荷承载装置。 该装置要求结构紧凑且轻量 化以便于转运和试验安装； 要求强度和刚度达到一定要求以保证试验的安全和精度。 要求 能实现辅助起飞载荷航向分量主动卸载和垂向分量地坪扩散以确保试验厂房承力地坪和 固定设备的安全。 0031 本发明创造主要是通过下述的技术方案实现的： 基。

14、于某新型舰载机的辅助起飞试 验载荷的特点， 大吨位载荷承载装置采用钢板整体焊接结构， 整体焊接结构上设置用于试 验载荷航向分量主动卸载的接口， 以将试验载荷的主要航向分量安全卸载至指定地坪区 域， 整体焊接结构通过合理的接地面积将试验载荷的垂向分量传导给承力地坪。 其主要原 理图如图1所示。 0032 大吨位载荷承载装置结构图如图2-图4所示， 主要包括竖直整体焊接结构1、 液压 设备接口2、 水平整体焊接结构3、 对接加强筋4、 主动卸载接口5。 竖直整体焊接结构1由前、 说明书 2/4 页 4 CN 111746822 A 4 后两块面板及夹于面板之间的竖向筋板、 横向筋板焊接而成， 在每。

15、个竖向筋板的靠近顶部 区域开孔用于装置的吊装。 液压设备接口2为孔群构型， 位于竖直整体焊接结构的一侧面板 上， 主要用于对接液压加载作动筒底座， 后者上安装液压作动筒用于试验载荷的施加。 水平 整体焊接结构3由上、 下两块面板及夹于面板之间的竖向筋板焊接而成， 对水平整体焊接结 构进行挖槽处理以实现结构轻量化。 竖直整体焊接结构1与水平整体焊接结构3通过焊接组 合为一个整体， 为加强二者的对接强度， 在竖直整体焊接结构1与水平整体焊接结构3双面 对接处焊接若干对接加强筋4。 主动卸载接口5焊接于竖直整体焊接结构的另一侧面板上， 双耳居中焊接于竖向整体焊接结构的竖向筋板区域面板上方， 双耳高度。

16、低于液压加载设备 单耳固定座位置， 利用航向载荷平衡过程中产生的附加矩来平衡垂向分量偏心矩， 使前后 固定压梁所承受的载荷基本相等。 0033 其中： 竖直整体焊接结构由前、 后两块面板及夹于面板之间的竖向筋板、 横向筋板 焊接而成。 面板水平尺寸主要根据试验所需卸载载荷及指定卸载区域的区域面积和地坪承 载能力确定， 面板竖直尺寸主要根据所对接的液压加载作动筒底座尺寸进行确定。 在每个 竖向筋板的靠近顶部区域开孔用于大吨位载荷承载装置的吊装， 开孔尺寸根据大吨位载荷 承载装置的自身重量及吊具规格进行合理选取。 前、 后面板间距及竖向筋板间距根据对接 安装液压加载作动筒底座所需操作空间、 焊接所。

17、需工艺操作空间、 主动卸载接口数量及结 构强度要求进行最优化设置。 0034 水平整体焊接结构由上、 下两块面板及夹于面板之间的竖向筋板焊接而成， 水平 二维尺寸主要根据试验载荷的垂向分量及大吨位载荷承载装置安装区域的地坪承载能力 确定， 竖直尺寸主要根据最小化原则并综合考虑试验载荷航向分量主动卸载所需现有加载 设备参数确定。 为使大吨位载荷承载装置轻量化， 对水平整体焊接结构进行挖槽处理， 挖槽 处理后的水平整体焊接结构应能满足强度刚度要求及将试验载荷的垂向分量安全扩散至 地坪区域的要求。 0035 对接加强筋主要用于在将竖直整体焊接结构和水平整体焊接结构对接焊接之后， 进一步加强二者的对接。

18、强度。 对接加强筋做为辅助加强手段， 要求具有一定强度的同时， 外 形尽量小巧， 不能干涉大吨位载荷承载装置整体功能的完成。 0036 液压设备接口为孔群构型， 主要用于对接液压加载作动筒底座。 孔群的孔尺寸及 孔距必须与所对接的液压加载作动筒底座孔群一致， 以确保螺栓群在承受大吨位试验载荷 时切向承载基本均匀， 避免因个别螺栓受载集中导致破坏致使试验失败的情况发生。 0037 主动卸载接口为双耳构型， 主要用于试验载荷航向分量的主动卸载。 双耳自身强 度及与竖向整体焊接结构的焊接强度均应满足试验载荷航向分量的卸载要求。 双耳应居中 焊接于竖向整体焊接结构的竖向筋板区域面板上方， 使主要载荷能。

19、通过竖向筋板进行传 递。 双耳位置应低于液压加载设备单耳固定座位置， 利用航向载荷平衡过程中产生的附加 矩来平衡垂向分量偏心矩， 使前后固定压梁所承受的载荷基本相等。 0038 本发明大吨位载荷承载装置按下述方式进行工作： 竖直整体焊接结构1一侧面板 上的液压设备接口2对接液压作动筒底座继而对接液压作动筒等加载设备， 试验载荷通过 液压设备接口2传递至大吨位载荷承载装置。 试验载荷的航向分量大部分通过位于竖直整 体焊接结构1另一侧面板上的主动卸载接口5卸载至指定区域， 主动卸载即利用控制设备及 液压加载设备主动施加可控制的反向载荷来抵消设备承载的试验载荷， 试验载荷的航向分 说明书 3/4 页。

20、 5 CN 111746822 A 5 量剩余小部分通过防滑设备被动承载。 试验载荷的垂向分量通过水平整体焊接结构与承力 地坪固定的压梁及地脚螺栓传递给装置安装区域的承力地坪， 由液压设备接口2对接液压 作动筒底座导致的试验载荷垂向分量偏心矩和主动卸载接口5低于液压设备接口2所致的 滚转矩基本抵消， 保证了固定该装置的前后压梁所承受的载荷基本相等。 经过合理设计的 结构及选材保证了该装置在承载大吨位载荷时的强度刚度要求， 确保了试验安全高质量的 完成。 0039 综上所述， 通过梳理分析我国未来舰载飞机的发展趋势， 明确未来一段时期内舰 载飞机辅助起飞试验载荷级别， 提出了研发设计一种大吨位载荷承载装置的技术要求， 以 满足当前及未来舰载飞机辅助起飞载荷静力试验加载需求。 该大吨位载荷承载装置具有以 下优点： 0040 1)该装置设置了航向载荷主动卸载接口并大幅扩大了垂向载荷扩散面积； 0041 2)能够承载远大于以往加载点载荷的大吨位载荷； 0042 3)能够承载垂直于地坪平面内0 90 之间的大吨位拉压双向向载荷， 承载载荷 范围大幅拓宽。 说明书 4/4 页 6 CN 111746822 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 111746822 A 7 图3 图4 说明书附图 2/2 页 8 CN 111746822 A 8 。