一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械連接結(jié)構(gòu)力學性能測試領(lǐng)域，提供了一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]剪切性能是材料力學性能的重要組成部分，因此需要設(shè)計試驗裝置和方法對材料的剪切性能進行測試和表征。以復合材料為例，對于材料的剪切性能測試可采用ASTM標準測試方法，但該方法只適用于小試樣的純剪切性能測試。
[0003]在飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中，機翼翼梁既要承受剪切載荷，又要承受彎曲載荷。這使得翼梁腹板受到拉伸/剪切或壓縮/剪切的復合加載作用。在翼梁分段處通常采用螺栓進行機械連接，這時需要測試機械連接結(jié)構(gòu)的剪切性能及拉伸(壓縮)/剪切復合加載下的力學性能。在這種情況下，一方面其不能進行拉伸(壓縮)/剪切復合加載，另一方面機械連接結(jié)構(gòu)不可能通過4個邊與夾具進行連接。
[0004]基于以上考慮，發(fā)明了機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)方案中，來自專利“一種用于薄板簡單剪切加載下力學性能測試的裝置”，申請?zhí)?01010553215.8。該方案通過左夾具組件和右夾具組件分別與試件的兩端連接，在兩個組件上分別施加方向相反的拉伸載荷，左夾具組件和右夾具組件之間通過滑軌連接以保證試驗加載的穩(wěn)定性。該方案只適用于薄板結(jié)構(gòu)，且只能進行純剪切力學性能測試。
[0006]來自專利“Shear and tens1n or compress1n biaxial material testingfixture",申請?zhí)朩02012DK50030A。該方案通過兩個相互分離的S型組件分別與試驗件的兩端固定，在兩個組件上施加方向相反的拉伸載荷，并通過調(diào)節(jié)加載點的位置實現(xiàn)拉伸(壓縮)/剪切復合加載。該方案只適用于小型試樣，且容易造成試驗夾具的不對稱變形。特別當被連接的兩部分結(jié)構(gòu)的厚度或模量不一樣時，該方案更加不適用。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的缺點及本申請?zhí)岚敢鉀Q的技術(shù)問題
[0008]對于目前現(xiàn)有的技術(shù)方案，應(yīng)用于機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試有2個明顯的缺占.V.
[0009](I)無法實現(xiàn)拉伸(壓縮)/剪切的復合加載(可調(diào)節(jié)加載比例);
[0010](2)當被連接的兩部分結(jié)構(gòu)厚度或模量不一致時，無法穩(wěn)定、對稱地對試驗件進行加載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明可解決了兩個技術(shù)問題:實現(xiàn)對機械連接結(jié)構(gòu)的拉伸(壓縮)/剪切復合加載(可調(diào)節(jié)加載比例)，并保證加載的對稱性和穩(wěn)定性。本發(fā)明案的關(guān)鍵點和欲保護點:
[0012](I)發(fā)明了一種新型試驗裝置，不但能對機械連接結(jié)構(gòu)進行純剪切加載，還能實現(xiàn)可調(diào)節(jié)加載比例的拉伸(壓縮)/剪切復合加載。
[0013](2)試驗裝置通過4個長橫梁和2個端橫梁組裝成矩形結(jié)構(gòu)，并通過滑軌與試驗件連接接頭相連，在矩形的對角施加拉伸載荷，保證對稱地施加純剪切載荷。
[0014](3)試驗裝置通過4個長橫梁和2個短橫梁組裝成平行四邊形結(jié)構(gòu)，試驗件連接接頭與橫梁通過螺栓固定，通過調(diào)整平行四邊形的夾角可實現(xiàn)不同比例拉伸(壓縮)/剪切載荷的施加。
[0015]技術(shù)方案
[0016]本發(fā)明提供了一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，包括2個試驗機加載接頭
(1)、2個長橫梁(2)、2個短橫梁(4)、2個滑軌(5)、2個試驗件連接接頭￠);2個長橫梁(2)和2根短橫梁(4)以能夠轉(zhuǎn)動的方式連接為平行四邊形結(jié)構(gòu)，在所述的平行四邊形結(jié)構(gòu)的中心對稱的兩個轉(zhuǎn)動連接點上分別連接所述的加載接頭(I);在所述的2個長橫梁(2)上分別固定有滑軌(5)，每個試驗件連接接頭(6)對應(yīng)一個滑軌(5)，并與滑軌(5)滑動配合連接。
[0017]有益效果
[0018](I)可實現(xiàn)拉伸(壓縮)剪切的復合加載。本申請?zhí)岚竿ㄟ^4條長橫梁和2條短橫梁組成特定角度的平行四邊形，機械連接試驗件的兩端分別與長橫梁通過螺栓固定，在平行四邊形的對角施加拉伸載荷即可實現(xiàn)拉伸(壓縮)剪切的復合加載。
[0019](2)可穩(wěn)定、對稱的對試驗件進行加載。機械連接結(jié)構(gòu)可能是非對稱結(jié)構(gòu)，即被連接兩部分結(jié)構(gòu)的厚度或模量不一致。由于本申請?zhí)岚笧榉忾]的矩形或平行四邊形，且夾具的剛度遠高于機械連接試驗件，無論是純剪切加載還是拉伸(壓縮)/剪切復合加載均可實現(xiàn)穩(wěn)定、對稱的對試驗件進行加載
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的連接關(guān)系不意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的防滑移彈簧與測試裝置的連接關(guān)系示意圖；
[0023]圖4純剪切加載試驗示意圖；
[0024]圖5壓縮/剪切復合加載試驗示意圖；
[0025]其中:1_加載接頭、2-加載接頭、3-防滑移彈簧、4-短橫梁、5-滑軌、6_試驗件連接接頭、7-機械連接試驗件。
【具體實施方式】
[0026]如圖1中，具體提供了一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，包括2個試驗機加載接頭(I)、2個長橫梁(2)、2個短橫梁(4)、2個滑軌(5)、2個試驗件連接接頭￠) ;2個長橫梁(2)和2根短橫梁(4)以能夠轉(zhuǎn)動的方式連接為平行四邊形結(jié)構(gòu)，在所述的平行四邊形結(jié)構(gòu)的中心對稱的兩個轉(zhuǎn)動連接點上分別連接所述的加載接頭(I);在所述的2個長橫梁
(2)上分別固定有滑軌(5)，每個試驗件連接接頭￠)對應(yīng)一個滑軌(5)，并與滑軌(5)滑動配合連接。
[0027]特別是，還包括2個防止試驗件滑移的限位彈簧(3)，每個試驗件連接接頭(6)與對應(yīng)的滑軌之間均能夠連接所述的限位彈簧。
[0028]具體的是，還包括2個定位銷，在每個試驗件連接接頭￠)以及滑軌上均具有定位孔，所述定位孔與所述的定位銷適配。
[0029]具體的是，長橫梁(2)和短橫梁(4)上均開有等間距的圓孔，每個圓孔都能夠作為轉(zhuǎn)動連接點。
[0030]具體的是，每個長橫梁(2)均為雙層結(jié)構(gòu)，所述的短橫梁⑷夾在雙層結(jié)構(gòu)中間進行連接。
[0031]更具體的是，所述的滑軌(5)固定在長橫梁(2)的中間位置。
[0032]更具體的是，所述的長橫梁(2)和短橫梁⑷為板件，特別是金屬板件。
[0033]同時提供了一種利用本發(fā)明進行剪切性能測試的方法，將所述的2個試驗機加載接頭(I)分別連接試驗機，將每個試驗件連接接頭(6)與試驗件兩端進行連接，并將試驗件連接接頭(6)轉(zhuǎn)配到滑軌上，再將限位彈簧連接在試驗件連接接頭(6)與對應(yīng)的滑軌之間，由試驗機進行加載。
[0034]同時提供了另一種利用本發(fā)明進行剪切性能測試的方法，將所述的2個試驗機加載接頭(I)分別連接試驗機，將每個試驗件連接接頭(6)與試驗件兩端進行連接，并將試驗件連接接頭(6)轉(zhuǎn)配到滑軌上，再將定位銷安裝于試驗件連接接頭￠)以及滑軌的定位孔中，由試驗機進行加載。
[0035]在進行純剪切試驗時，為了防止試驗件加載不對稱，測試裝置兩側(cè)分別將試驗件連接接頭(6)與長橫梁(2)通過防滑移彈簧(3)進行連接，連接關(guān)系如圖3所示。防滑移彈簧(3)的剛度較低，不影響試驗件的受力。
[0036]本發(fā)明的使用方法
[0037]該測試裝置可對機械連接結(jié)構(gòu)進行純剪切加載或拉伸(壓縮)/剪切復合加載，以測試機械連接結(jié)構(gòu)的純剪切性能或拉伸(壓縮)/剪切復合加載下的力學性能。
[0038]在進行純剪切加載時，將測試裝置組裝成矩形，在B、D(或A、C)兩點通過加載接頭
(I)與試驗機進行連接，并通過試驗機對測試裝置施加拉伸載荷。試驗件連接接頭(6)可在滑軌(5)內(nèi)自由滑動，同時安裝防滑移彈簧(3)以防止試驗件的偏移。
[0039]在進行壓縮/剪切復合加載時，根據(jù)需要將測試裝置組裝成特定夾角的平行四邊形，在B、D兩點通過加載接頭(I)與試驗機進行連接，并通過試驗機對測試裝置施加拉伸載荷。試驗件連接接頭(6)與滑軌(5)通過螺栓進行連接，兩者之間無相對運動，此時不需安裝防滑移彈簧(3)。
[0040]在進行拉伸/剪切復合加載時，只需將加載點從B、D換為A、C，其余實現(xiàn)方法與拉伸/剪切復合加載相同。
【主權(quán)項】
1.一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，其特征在于:包括2個試驗機加載接頭(I)、2個長橫梁(2)、2個短橫梁(4)、2個滑軌(5)、2個試驗件連接接頭￠) ;2個長橫梁(2)和2根短橫梁(4)以能夠轉(zhuǎn)動的方式連接為平行四邊形結(jié)構(gòu)，在所述的平行四邊形結(jié)構(gòu)的中心對稱的兩個轉(zhuǎn)動連接點上分別連接所述的加載接頭(I);在所述的2個長橫梁(2)上分別固定有滑軌(5)，每個試驗件連接接頭(6)對應(yīng)一個滑軌(5)，并與滑軌(5)滑動配合連接，所述的長橫梁(2)和短橫梁(4)均為金屬板件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，其特征在于:還包括2個防止試驗件滑移的限位彈簧(3)，每個試驗件連接接頭(6)與對應(yīng)的滑軌之間均能夠連接所述的限位彈簧。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，其特征在于:還包括2個定位銷，在每個試驗件連接接頭￠)以及滑軌上均具有定位孔，所述定位孔與所述的定位銷適配。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，其特征在于:長橫梁(2)和短橫梁(4)上均開有等間距的圓孔，每個圓孔都能夠作為轉(zhuǎn)動連接點。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，其特征在于??每個長橫梁(2)均為雙層結(jié)構(gòu)，所述的短橫梁(4)夾在雙層結(jié)構(gòu)中間進行連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置，其特征在于:所述的滑軌(5)固定在長橫梁(2)的中間位置。
【專利摘要】本實用新型屬于機械連接結(jié)構(gòu)力學性能測試領(lǐng)域，提供了一種機械連接結(jié)構(gòu)剪切性能測試裝置。本實用新型可解決了兩個技術(shù)問題：實現(xiàn)對機械連接結(jié)構(gòu)的拉伸(壓縮)/剪切復合加載(可調(diào)節(jié)加載比例)，并保證加載的對稱性和穩(wěn)定性。本實用新型具體包括2個試驗機加載接頭(1)、2個長橫梁(2)、2個短橫梁(4)、2個滑軌(5)、2個試驗件連接接頭(6)；2個長橫梁(2)和2根短橫梁(4)以能夠轉(zhuǎn)動的方式連接為平行四邊形結(jié)構(gòu)，在所述的平行四邊形結(jié)構(gòu)的中心對稱的兩個轉(zhuǎn)動連接點上分別連接所述的加載接頭(1)；在所述的2個長橫梁(2)上分別固定有滑軌(5)，每個試驗件連接接頭(6)對應(yīng)一個滑軌(5)，并與滑軌(5)滑動配合連接。
【IPC分類】G01N3/08, G01N3/24
【公開號】CN204944954
【申請?zhí)枴緾N201520615783
【發(fā)明人】李星, 季少華, 張?zhí)? 彭俊陽, 王專利, 孫見卓, 劉傳軍
【申請人】中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術(shù)研究中心, 中國商用飛機有限責任公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月14日