飞机轮对跑道交变冲击载荷耐久试验机 疲劳试验装置

飞机轮对跑道交变冲击载荷耐久试验机

飞机轮轨交变冲击耐久性测试机

航空轮对跑道冲击疲劳试验装置

航空器轮对跑道冲击载荷耐疲劳试验机

 

一、设备简介​

飞机轮对跑道的交变冲击载荷是影响跑道使用寿命和飞机起降安全的重要因素。为了准确评估跑道在不同工况下的性能，我们研发了飞机轮对跑道交变冲击载荷耐久试验机。该试验机能够模拟飞机起降过程中轮对跑道产生的复杂冲击载荷，为跑道设计、材料选择和维护提供科学依据。

 

二、工作原理​

试验机采用先进的机电液一体化技术，通过控制系统精确调节加载装置，模拟飞机轮对跑道的冲击载荷。主要包括以下几个方面：​

1. 垂向载荷加载：利用液压油缸产生垂向力，通过力传感器精确测量和控制载荷大小，模拟飞机重量对跑道的垂直压力。​

2. 横向载荷加载：采用伺服电机驱动丝杠机构，实现横向力的施加和调节，模拟飞机起降过程中的侧向力。​

3. 冲击模拟：通过高速电磁阀控制液压油的流量和压力，实现瞬间冲击载荷的模拟，再现飞机着陆时的冲击情况。​

4. 数据采集与分析：配备高精度传感器，实时采集载荷、位移、应变等数据，并通过专业软件进行分析处理，生成测试报告。

 

三、技术参数

1. 垂向载荷范围：0 - 1000kN

2. 横向载荷范围：0 - 200kN

3. 冲击载荷峰值：最高可达 5000kN

4. 加载频率：0 - 5Hz

5. 轮对速度：0 - 100km/h

6. 数据采集频率：最高达 1000Hz

7. 跑道模拟长度：5 - 20m，可根据实际试验需求定制

8. 跑道模拟宽度：2 - 6m

 

四、结构组成​

1. 主机框架：选用高强度合金钢材，通过精密焊接工艺构建而成。整体框架经有限元分析优化设计，具备卓越的刚度与稳定性，能够可靠承载整个试验系统在复杂加载工况下产生的巨大作用力。​

2. 加载系统：​

(1) 垂向液压加载装置：核心部件为大缸径、高压力等级的液压油缸，搭配高性能液压泵站与先进的比例阀控系统，实现垂向载荷的精准、平稳加载。​

(2) 横向伺服加载装置：由高扭矩伺服电机、精密滚珠丝杠、直线导轨等组成，确保横向加载的高精度与高响应速度。​

(3) 冲击加载装置：包括高速响应电磁阀、大容量液压蓄能器以及特制的冲击加载头，能够瞬间释放强大冲击能量。​

3. 轮对模拟装置：高度仿真飞机轮对的真实结构与运动特性，涵盖轮毂、轮胎、轴承等关键部件，并且可依据不同飞机型号的轮对参数进行快速更换与适配。​

4. 跑道模拟平台：平台主体采用高强度混凝土浇筑，或选用优质钢材制造，表面通过特殊工艺处理，精确模拟真实跑道的粗糙度、硬度以及摩擦系数。同时，跑道板设计为模块化结构，可根据试验需要灵活更换不同材质、不同结构的板块。​

5. 控制系统：以工业控制计算机为核心，搭载自主研发的专业控制软件。软件具备友好的人机交互界面，支持试验参数的便捷设置、试验过程的实时监控与数据的自动采集、分析与存储。​

6. 安全防护系统：配备多重严密的安全防护措施，如过载保护装置，当加载力超出设定安全阈值时，迅速切断动力源；急停按钮分布于操作方便的位置，遇紧急情况可一键停机；防护围栏采用高强度材料制作，有效隔离试验区域，保障人员安全。

 

五、操作流程

1. 试验准备：

(1) 依据试验需求，挑选并安装适配的跑道模拟板与轮对模拟装置。

(2) 细致连接各类测试传感器，确保信号传输稳定、准确。

(3) 在控制系统中，精确设置垂向载荷、横向载荷、冲击载荷、加载频率、轮对速度等试验参数。

2. 加载测试：

(1) 启动控制系统，系统依据预设的载荷谱，依次有序开展垂向、横向和冲击加载测试。

(2) 在测试过程中，高精度传感器实时采集跑道的应力、应变、位移等数据，并同步传输至控制系统进行实时分析。

3. 数据处理：试验结束后，专业数据处理软件对采集到的海量数据进行深度挖掘与分析，生成涵盖跑道结构性能评估、疲劳寿命预测、损伤模式分析等内容的详细测试报告，为跑道相关研究提供有力数据支撑。

4. 设备维护：建立完善的设备定期维护制度，定期对试验机的机械部件进行润滑、紧固、磨损检查；对液压系统进行油质检测、滤芯更换；对电气系统进行线路检查、软件升级等，确保设备始终处于良好运行状态。

 

六、应用领域

1. 机场跑道设计与评估：为新建机场跑道的结构设计、材料选型提供详实的试验数据，助力设计出更具耐久性与安全性的跑道。同时，对既有跑道进行全面性能评估，准确预测其剩余使用寿命与承载能力，为跑道的维护、翻新决策提供科学依据。

2. 跑道材料研发：针对新型跑道材料，如高性能混凝土、新型复合材料等，在模拟真实交变冲击载荷环境下进行性能测试，推动跑道材料的技术创新与升级。

3. 飞机起降安全研究：深入探究飞机起降过程中轮对与跑道之间的复杂相互作用机制，为优化飞机起落架设计、改进飞行操作规范提供理论与试验支持，切实提升飞机起降的安全性。

4. 航空航天科研机构：为高校、科研院所等开展航空相关科研项目搭建专业试验平台，支持开展深入的理论研究与实验验证，推动航空领域科研水平的不断提升。

 

七、产品优势

1. 高精度模拟：凭借先进的设计原理与精密的制造工艺，能够高度精确地模拟飞机轮对跑道施加的复杂冲击载荷，测试结果精准可靠，为跑道相关研究提供坚实数据基础。

2. 多功能性：可灵活实现垂向、横向和冲击载荷的单独加载测试，也能进行多载荷耦合的综合测试，充分满足不同试验目的与研究需求。

3. 智能化控制：采用前沿的自动化控制技术与智能化数据处理软件，实现试验过程的全自动化控制与数据的高效分析处理，大幅降低操作人员工作量，提高试验效率与准确性。

4. 安全可靠：全方位的安全防护系统与稳定可靠的结构设计，确保设备在高载荷、高频率运行条件下的安全稳定运行，充分保障试验人员与设备的安全。

5. 可定制化：依据客户的特殊试验需求与个性化技术指标，提供定制化产品设计与解决方案，满足不同用户的多样化需求。