專(zhuān)利名稱(chēng)：一種航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種試驗(yàn)加載裝置，尤其涉及一種航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置。
背景技術(shù)：
飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼以及尾翼等部件在飛行過(guò)程中承受了大部分的載荷，從其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以看出，這些部件均為薄壁加筋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的主要失效形式為屈曲，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)表面的變形。對(duì)于機(jī)翼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，表面的變形會(huì)對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生影響，從而影響機(jī)翼受力，進(jìn)而對(duì)飛機(jī)飛行安全造成影響，因此在飛機(jī)適航規(guī)范中一般不允許機(jī)翼蒙皮在使用載荷下發(fā)生屈曲?，F(xiàn)有試驗(yàn)主要針對(duì)機(jī)翼或機(jī)身的加筋壁板結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)壁板結(jié)構(gòu)在壓縮和剪切載荷下的屈曲、破壞試驗(yàn)，測(cè)量屈曲載荷、破壞載荷。壓縮試驗(yàn)一般采用對(duì)試驗(yàn)件兩端施加壓縮載荷的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)；而剪切試驗(yàn)由于其受力的特殊性，無(wú)法直接對(duì)試驗(yàn)件施加純剪切載荷，因此需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的試驗(yàn)夾具。如何產(chǎn)生純剪是剪切試驗(yàn)的難點(diǎn)。目前加筋平板純剪載荷的施加一般采用對(duì)角拉伸的形式，即通過(guò)一個(gè)矩形的試驗(yàn)夾具，在對(duì)角線上的兩個(gè)點(diǎn)施加拉伸載荷，通過(guò)夾具的轉(zhuǎn)換，形成加筋平板四邊的剪切載荷，從而保證試驗(yàn)件的純剪受力狀態(tài)。對(duì)于尺寸較大蒙皮較厚的加筋壁板結(jié)構(gòu)，其剪切失穩(wěn)臨界載荷很大，需要大噸位的拉伸試驗(yàn)機(jī)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。而目前，由于制造及實(shí)現(xiàn)方式上的差異性，大部分強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有大噸位的拉伸試驗(yàn)機(jī)，只有大噸位的壓縮試驗(yàn)機(jī)。為了利用現(xiàn)有的大噸位壓縮試驗(yàn)機(jī)對(duì)加筋壁板進(jìn)行剪切試驗(yàn)，發(fā)明了這套試驗(yàn)加載設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在壓縮試驗(yàn)機(jī)上使用的航空結(jié)構(gòu)拉剪試驗(yàn)加載裝置。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明所述的一種航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置，包括上梁，立柱，底座；所述的底座上端布置立柱，立柱頂端布置上梁；還包括壓板，壓桿，上十字型接頭，夾具，下十字型接頭， 下梁；所述的壓桿布置在立柱之間且上端延伸出上梁，立柱頂端布置壓板底端布置下梁，上梁的底端壓桿之間布置上十字型接頭，壓桿之間的下梁的上端布置下十字型接頭，上十字型接頭與下十字型接頭之間布置夾具。本發(fā)明所述的航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置，所述夾具由四條夾板組成，四條夾板相互鉸接形成可活動(dòng)的四邊形結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)相對(duì)的鉸接端分別與上十字型接頭與下十字型接頭鉸接，上十字型接頭(4)、下十字型接頭(7)分別與上梁(3)、下梁(9)鉸接，鉸接處都間隙配合。有益效果
本發(fā)明提供的試驗(yàn)加載設(shè)備可以將壓縮試驗(yàn)機(jī)的壓力轉(zhuǎn)化為試驗(yàn)件的拉力或通過(guò)夾具的作用實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的剪力，可用于加筋壁板及類(lèi)似結(jié)構(gòu)的拉伸或剪切試驗(yàn)，而不需單獨(dú)配備專(zhuān)門(mén)的大載荷拉伸試驗(yàn)機(jī)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的夾具結(jié)構(gòu)示意圖中I是壓板，2是壓桿，3是上梁，4是上十字型接頭，5是夾具，6是立柱，7是下十字型接頭，8是傳力螺母，9是下梁，10是底座，11是試驗(yàn)件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
如圖所示一種航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置，包括壓板1，壓桿2，上梁3，上十字型接頭4，夾具5，立柱6，下十字型接頭7，傳力螺母8，下梁9，底座10。所述的底座10上端布置立柱6，立柱6頂端布置上梁3 ;壓桿2布置在立柱6之間且上端延伸出上梁3，立柱6頂端布置壓板I底端布置下梁9，上梁3的底端壓桿2之間布置上十字型接頭4，壓桿2之間的下梁9的上端布置下十字型接頭7，上十字型接頭4與下十字型接頭7之間布置夾具5。夾具5由四條夾板組成，四條夾板相互鉸接形成可活動(dòng)的四邊形結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)相對(duì)的鉸接端分別與上十字型接頭4與下十字型接頭7鉸接，上十字型接頭(4)、下十字型接頭(7)分別與上梁(3)、下梁(9)鉸接，鉸接處是間隙配合。如圖2所示，用螺栓將加筋壁板試驗(yàn)件11與夾具5固定。如圖I所示，上十字型接頭4的單耳片通過(guò)螺栓和螺母與上梁3相連接，單耳片與上梁采用間隙配合；夾具5的上加載端通過(guò)螺栓和螺母與上十字型接頭4的雙耳片相連接，上接頭雙耳片與夾具采用間隙配合；下十字型接頭7的單耳片通過(guò)螺栓和螺母與下梁9相連接，單耳片與上梁采用間隙配合；夾具5的下加載端通過(guò)螺栓和螺母與下十字型接頭7的雙耳片相連接，下接頭雙耳片與夾具采用間隙配合。以上間隙配合均為了保證夾具在加載過(guò)程中保持純拉伸狀態(tài)。立柱6 與底座10焊接固定，上梁3與立柱6焊接固定。下梁9通過(guò)四個(gè)傳力螺母8與壓桿2進(jìn)行固定連接。壓桿2通過(guò)螺釘與壓板I進(jìn)行固定連接。這里將利用附圖I所示的試驗(yàn)加載設(shè)備來(lái)說(shuō)明加筋壁板的剪切試驗(yàn)工作過(guò)程。附圖I所示當(dāng)試驗(yàn)機(jī)對(duì)壓板I施加壓力時(shí)，壓桿2往下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)傳力螺母8帶動(dòng)下梁9向下運(yùn)動(dòng)。由于下十字型接頭7與下梁9相連接，因此拉動(dòng)下十字型接頭7向下運(yùn)動(dòng)。而上十字型接頭4與上梁3相連，上梁3由于立柱6的支撐而保持固定，故上十字型接頭4沒(méi)有平動(dòng)位移。這樣上十字型接頭4和下十字型接頭7之間就產(chǎn)生了相對(duì)位移。由于夾具5與上十字型接頭4、下十字型接頭7相連接，從而在夾具5的上下加載端之間產(chǎn)生拉伸載荷。而夾具5將拉伸載荷轉(zhuǎn)換成剪切載荷傳給試驗(yàn)件11，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件純剪切載荷的施加。試驗(yàn)中，上十字型接頭4與上梁3之間、下十字型接頭7與下梁9之間、夾具5與上十字型接頭4和下十字型接頭7之間為鉸接并保證間隙配合，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證了夾具在加載過(guò)程中保持純拉伸狀態(tài)。為了更清楚地理解本發(fā)明，下面對(duì)使用本發(fā)明一試驗(yàn)加載設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn)過(guò)程作進(jìn)一步闡述說(shuō)明
4試驗(yàn)件采用加筋壁板結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺栓與夾具相連。夾具必須保證有足夠的強(qiáng)度和剛度以保證試驗(yàn)件破壞前，夾具不會(huì)出現(xiàn)變形。試驗(yàn)件與夾具連接時(shí)每個(gè)螺栓上的螺帽的松緊情況必須保持一致。試驗(yàn)中主要通過(guò)壓板與壓桿來(lái)傳遞載荷，壓板通過(guò)螺釘與壓桿相連。當(dāng)壓板受到壓縮試驗(yàn)機(jī)的壓力時(shí)，載荷通過(guò)壓桿與傳力螺帽的連接傳遞給下梁，從而帶動(dòng)下接頭運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)載荷的施加。壓縮試驗(yàn)機(jī)對(duì)壓板施加壓力，加載時(shí)采用載荷控制，緩慢加載，直至試件剪切破壞。當(dāng)載荷出現(xiàn)明顯下降時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生屈曲破壞了，此時(shí)可以得到試件的屈曲載荷，繼續(xù)加載直到試件無(wú)法承載時(shí)，得到的最高載荷即為試件的剪切破壞載荷。
權(quán)利要求
1.一種航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置，包括上梁(3)，立柱(6)，底座(10);所述的底座(10)上端布置立柱(6)，立柱(6)頂端布置上梁(3);其特征在于還包括壓板(1)，壓桿(2)， 上十字型接頭(4)，夾具(5)，下十字型接頭(7)，下梁(9);所述的壓桿(2)布置在立柱(6)之間且上端延伸出上梁(3 )，立柱(6 )頂端布置壓板(I)底端布置下梁(9 )，上梁(3 )的底端壓桿(2)之間布置上十字型接頭(4)，壓桿(2)之間的下梁(9)的上端布置下十字型接頭(7)， 上十字型接頭(4)與下十字型接頭(7)之間布置夾具(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置，其特征在于所述夾具(5)由四條夾板組成，四條夾板相互鉸接形成可活動(dòng)的四邊形結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)相對(duì)的鉸接端分別與上十字型接頭(4)與下十字型接頭(7)鉸接，上十字型接頭(4)、下十字型接頭(7)分別與上梁(3)、下梁(9)鉸接，鉸接處是間隙配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種試驗(yàn)加載裝置，尤其涉及一種航空結(jié)構(gòu)的拉剪試驗(yàn)加載裝置。壓桿布置在立柱之間且上端延伸出上梁，立柱頂端布置壓板底端布置下梁，上梁的底端壓桿之間布置上十字型接頭，壓桿之間的下梁的上端布置下十字型接頭，上十字型接頭與下十字型接頭之間布置夾具。本發(fā)明提供的試驗(yàn)加載設(shè)備可以將壓縮試驗(yàn)機(jī)的壓力轉(zhuǎn)化為試驗(yàn)件的拉力或通過(guò)夾具的作用實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的剪力，可用于加筋壁板及類(lèi)似結(jié)構(gòu)的拉伸或剪切試驗(yàn)，而不需單獨(dú)配備專(zhuān)門(mén)的大載荷拉伸試驗(yàn)機(jī)。
文檔編號(hào)G01N3/04GK102607940SQ20121008054
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者徐建, 朱書(shū)華, 王躍全, 童明波, 鄒建勝, 陳智 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)