(19)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 202210726600.0 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 苏军　安中彦　田常棵　吴法勇　 刘向田　刘亮亮　王长林　张鹏　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 刘传准 (51)Int.Cl. G01N 3/303(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种悬臂落锤冲击载荷实验装置及冲击载 荷修正方法 (57)摘要 本申请属于飞机零部件 载荷试验领域， 特别 涉及一种悬臂落锤冲击载荷实验装置及冲击载 荷修正方法， 其由安装座1、 加载悬臂4、 落锤约束 筒5、 质量块6和释放机构组成， 加载悬臂上设计 了加载点， 其上安装力传感器3， 并通过转接件8 与试验件9连接。 释放机构将落锤质量块提升到 一定高度后释放， 在加载悬臂的冲击点产生冲击 载荷， 经过加载悬臂传递到力传感器， 对试验件 施加冲击载荷， 解决了对传感器测得的冲击载荷 受到惯性力影响而导致冲击力测试精度不足的 问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115112498 A 2022.09.27 CN 115112498 A 1.一种悬臂落锤冲击载荷实验 装置， 其特 征在于， 包括： 冲击加载结构(4)具有相互垂直连接的支臂的一端通过铰接点铰接于安装座(1)； 所述 支臂具有第一 壁面以及与第一 壁面形成对面的第二 壁面； 所述第二壁面连接有柔性支撑件(2)， 所述柔性支撑件(2)一端固定于台面， 另一端支 撑所述第二 壁面， 柔性支撑件(2)支撑所述冲击加载 结构(4)使所述第一 壁面水平； 所述第一壁面具有冲击点， 所述冲击点处安装有轴 线垂直于地面的落锤约束筒(5)， 落 锤约束筒(5)的筒内具有沿落锤约束筒(5)轴向滑动的质量块(6)， 质量块(6)连接有释放机 构(7)， 释放机构(7)安装在落锤约束 筒(5)上。 2.如权利要求1所述的悬臂落锤冲击载荷实验装置， 其特征在于， 所述柔性支撑件(2) 包括一个弹簧或者多个弹簧的组合。 3.如权利要求2所述的悬臂落锤冲击载荷实验装置， 其特征在于， 所述多个弹簧的组合 包括多个弹簧的并联或者串联。 4.如权利要求1所述的悬臂落锤冲击载荷实验装置， 其特征在于， 所述柔性支撑件(2) 包括一端固定的弹性悬臂梁， 所述悬臂梁的自由端支撑所述第二 壁面。 5.如权利要求1所述的悬臂落锤冲击载荷实验装置， 其特征在于， 所述柔性支撑件(2) 包括缓冲器。 6.如权利要求1所述的悬臂落锤冲击载荷实验装置， 其特征在于， 柔性支撑件(2)的弹 性系数K、 柔性支撑件(2)行程L、 冲击加载结构(4)的重量G， 满足如下关系： G大于KL/3且小 于KL/2。 7.一种悬臂落锤冲击载荷惯性力修正方法， 采用权利要求1～6任意一种所述的悬臂落 锤冲击载荷实验 装置， 其特 征在于， 步骤S1： 将试验件(9)通过转接件(8)与力传感器(3)连接于第一壁面一位置处； 按预设 高度释放质量 块(6)至所述冲击点， 获取力传感器(3)显示的第一冲击力FC(t)； 步骤S2： 将试验件(9)拆除， 将加速度传感器(11)安装在力传感器(3)上， 按预设高度释 放质量块(6)至所述冲击点， 获取力传感器(3)显示的第二冲击力FG(t)； 获取加速度传感器 (11)测得的加速度a(t)； 步骤S3： 确定加速度传感器(1 1)与转接件(8)产生惯性力的等效质量me； 步骤S4： 获取加速度传感器(11)与转接件(8)的质量， 并基于所述等效质量me与加速度a (t)， 确定加速度传感器(1 1)与转接件(8)的修 正冲击力； 步骤S5： 基于所述修正冲击力， 修正所述第一冲击力FC(t)得到修正后试验件承受的冲 击力F(t)。 8.如权利要求7所述的悬臂落锤冲击载荷惯性力修正方法， 其特征在于， 第二冲击力FG (t)取值试验过程中的峰值， 加速度a(t)取值试验过程中的峰值。 9.如权利要求7所述的悬臂落锤冲击载荷惯性力修正方法， 其特征在于， 获取多次试验 的等效质量mei， 取多次试验的平均值作为 最终的等效质量me。 10.如权利要求7所述的悬臂落锤冲击载荷惯性力修正方法， 其特征在于， 选取预设时 间段t1～t2等效质量me(t)， 通过积分平均处 理获得等效质量me。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115112498 A 2一种悬臂落锤冲击载荷实验装 置及冲击载荷修正方 法 技术领域 [0001]本申请属于飞机零部件载荷试验领域， 特别涉及 一种悬臂落锤冲击载荷实验装置 及冲击载荷修 正方法。 背景技术 [0002]航空发动机在某些极端工况下会承受冲击载荷， 通常会开展发动机零部件冲击加 载试验以考核零部件的抗冲击能力， 用以在整机包容试验等重大试验的前期开展零部件的 抗冲击验证， 并且为 零部件的结构改进提供有效验证 手段。 [0003]对结构件开展冲击加载试验过程中， 由于试验件通常为柔性构件， 加载过程中试 验件会产生一定变形， 变形会产生较大 的加速度。 另外， 对于结构件的冲击加载， 力传感器 与结构件加载位置之间往往需要安装转接件， 用于传递冲击力， 转接件跟随试验件产生位 移和加速度。 产生的试验件和转接件这两方面的加速度会对传递给试验件的冲击力产生影 响， 导致出现误差 。 [0004]在结构冲击试验中， 传感器作为测力元件， 测试施加到试验件的冲击力。 对于传统 的冲击试验台， 传感器安装在刚性试验台上， 冲击载荷施加到试验件， 再将冲击力传递给传 感器。 对试验件施加冲击载荷产生的变形或运动位移主要作用在试验件上， 并不能使传感 器产生较大 的运动位移， 也不会产生较大 的加速度。 此时传感器本身的惯性力与测得的冲 击力相比可以忽略。 而在开展结构件的冲击加载试验时， 传感器通过转接件连接到试验件 上， 试验件的变形较大导致传感器与其同时运动而产生加速度， 从而在传感器上引入了惯 性力。 此惯性力会影响传感器的测试精度， 因此需要一种能够修正冲击导致的传感器惯性 力的方法。 目前对于结构件在 承受冲击载荷的传感器测试结果的修正方法方面未见相关报 道。 发明内容 [0005]为了解决上述问题， 本申请提供了一种悬臂落锤冲击载荷实验装置， 其特征在于， 包括： [0006]冲击加载结构具有相互垂直连接的支臂的一端通过铰接点铰接于安装座； 所述支 臂具有第一 壁面以及与其对面的第二 壁面； [0007]所述第二壁面连接有柔性支撑件， 所述柔性支撑件一端固定于台面， 另一端支撑 所述第二 壁面， 柔性支撑件支撑所述冲击加载 结构使所述第一 壁面水平； [0008]所述第一壁面具有冲击点， 所述冲击点处安装有轴线垂直于地面的落锤约束筒， 落锤约束筒的筒内具有沿落锤约束筒轴向滑动的质量块， 质量块连接有安装于落锤约束筒 的释放机构。 [0009]优选的是， 所述 柔性支撑件 包括一个弹簧或者多个弹簧的组合。 [0010]优选的是， 所述多个弹簧的组合包括多个弹簧的并联或者串联。 [0011]优选的是， 所述柔性支撑件包括一端固定 的弹性悬臂梁， 所述悬臂梁的自由端支说　明　书 1/4 页 3 CN 115112498 A 3