一種加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，屬于航空加筋壁板試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。其包括八個(gè)夾持件，所述夾持件包括分別設(shè)置在兩端的寬度相對(duì)較大的大耳片(1)以及寬度相對(duì)較小的小耳片(3)，所述大耳片(1)與小耳片(3)之間設(shè)置有螺栓連接區(qū)(2)，所述螺栓連接區(qū)(2)在與加筋壁板試驗(yàn)件背離的一面上自大耳片(1)向小耳片(3)方向設(shè)置有若干臺(tái)階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區(qū)(2)與所述加筋壁板試驗(yàn)件接觸的一面為平面，所述螺栓連接區(qū)(2)自大耳片(1)向小耳片(3)方向由寬變窄平滑過(guò)渡。通過(guò)上述夾持件夾持加筋壁板能夠有效的解決載荷傳遞不均勻的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)應(yīng)力通過(guò)較小區(qū)域的擴(kuò)散后趨于均勻。
【專利說(shuō)明】
—種加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于航空加筋壁板試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]在加筋壁板的剪切試驗(yàn)中，由于約束和加載的需求，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)夾具，保證試驗(yàn)件邊界及載荷傳遞模擬準(zhǔn)確，以獲得有效的試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)夾具既傳遞載荷，又參與結(jié)構(gòu)變形，分擔(dān)部分載荷，夾具的設(shè)計(jì)具有至關(guān)重要的意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，加筋板剪切試驗(yàn)夾具通常采用等寬等厚的夾具，這種夾具易于設(shè)計(jì)及生產(chǎn)，但其帶來(lái)以下問(wèn)題:集中載荷不能通過(guò)夾具均勻的傳遞到試驗(yàn)件;從而導(dǎo)致試驗(yàn)件與夾具連接區(qū)域應(yīng)力梯度較大，為了避免部分高應(yīng)力區(qū)域提前失效，試驗(yàn)件與夾具連接區(qū)域一般設(shè)計(jì)尺寸較大、結(jié)構(gòu)較強(qiáng)，連接螺栓較多。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，采用變寬度變厚度的加筋板剪切試驗(yàn)夾具可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)應(yīng)力通過(guò)較小區(qū)域的擴(kuò)散后趨于均勻，具有很好的試驗(yàn)效果。且試驗(yàn)夾具安裝螺栓較少，易于換裝。
[0005]本實(shí)用新型加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，主要包括八個(gè)夾持件，所述夾持件包括分別設(shè)置在兩端的寬度相對(duì)較大的大耳片以及寬度相對(duì)較小的小耳片，所述大耳片與小耳片之間設(shè)置有螺栓連接區(qū)，所述螺栓連接區(qū)在與試驗(yàn)件背離的一面上自大耳片向小耳片方向設(shè)置有若干臺(tái)階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區(qū)與試驗(yàn)件接觸的一面為平面，在螺栓連接區(qū)任一臺(tái)階面上設(shè)置有螺栓通孔，所述螺栓連接區(qū)自大耳片向小耳片方向由寬變窄平滑過(guò)渡，四個(gè)所述夾持件依次對(duì)接構(gòu)成夾持四邊形，兩個(gè)所述夾持四邊形設(shè)置在所述加筋壁板的兩端面周邊，并通過(guò)螺栓對(duì)接固定，任一四邊形內(nèi)的夾持件相互對(duì)接后，所述夾持件的大耳片的通孔對(duì)齊，形成剪切力加載端，所述夾持件的小耳片的通孔對(duì)齊，并置有銷軸。
[0006]優(yōu)選的是，所述大耳片的厚度為螺栓連接區(qū)上與大耳片相鄰的臺(tái)階面厚度的一半。
[0007]在上述方案中優(yōu)選的是，所述小耳片的厚度為螺栓連接區(qū)上與小耳片相鄰的臺(tái)階面厚度的一半。
[0008]在上述方案中優(yōu)選的是，所述螺栓連接區(qū)上與大耳片相鄰的臺(tái)階面的厚度為6t，與小耳片相鄰的臺(tái)階面厚度為3t，大耳片的厚度為3t，小耳片的厚度為1.5t，所述t為所述加筋壁板的蒙皮厚度。
[0009]在上述方案中優(yōu)選的是，所述螺栓連接區(qū)內(nèi)臺(tái)階面數(shù)量為5-20個(gè)。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:采用變寬度變厚度的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問(wèn)題，根據(jù)大量試驗(yàn)及有限元分析，以及基于材料力學(xué)純剪切理論可以看出，采用厚度及寬度階梯變化的夾具結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力通過(guò)較小區(qū)域的擴(kuò)散后會(huì)逐漸趨于均勻，具有很好的試驗(yàn)效果。且本實(shí)用新型提供的試驗(yàn)夾具安裝螺栓較少，易于換裝。該夾具的設(shè)計(jì)，消除了壁板剪切試驗(yàn)件的偏心，加筋壁板試驗(yàn)件不會(huì)產(chǎn)生附加彎矩，試驗(yàn)單位不用設(shè)計(jì)專門的防彎曲夾具。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為圖1所示實(shí)施例的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為圖1所示實(shí)施例的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具安裝示意圖。
[0014]其中，I為大耳片，2為螺栓連接區(qū)，3為小耳片。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0017]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]本實(shí)用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，采用變寬度變厚度的加筋板剪切試驗(yàn)夾具可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)應(yīng)力通過(guò)較小區(qū)域的擴(kuò)散后趨于均勻，具有很好的試驗(yàn)效果。且試驗(yàn)夾具安裝螺栓較少，易于換裝。
[0019]本實(shí)用新型加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，主要包括八個(gè)夾持件，所述夾持件如圖1及圖2所示，其包括分別設(shè)置在兩端的寬度相對(duì)較大的大耳片I以及寬度相對(duì)較小的小耳片3，所述大耳片I與小耳片3之間設(shè)置有螺栓連接區(qū)2，所述螺栓連接區(qū)2在與試驗(yàn)件背離的一面上自大耳片I向小耳片3方向設(shè)置有若干臺(tái)階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區(qū)2與試驗(yàn)件接觸的一面為平面，在螺栓連接區(qū)2任一臺(tái)階面上設(shè)置有螺栓通孔，所述螺栓連接區(qū)自大耳片I向小耳片3方向由寬變窄平滑過(guò)渡，四個(gè)所述夾持件依次對(duì)接構(gòu)成夾持四邊形，如圖3所示，兩個(gè)所述夾持四邊形設(shè)置在所述加筋壁板的兩端面周邊，并通過(guò)螺栓對(duì)接固定，任一四邊形內(nèi)的夾持件相互對(duì)接后，所述夾持件的大耳片I的通孔對(duì)齊，形成剪切力加載端，所述夾持件的小耳片3的通孔對(duì)齊，并置有銷軸。
[0020]可以理解的是，上述試驗(yàn)件及加筋壁板試驗(yàn)件。
[0021]本實(shí)施例中，共包括兩類規(guī)格的夾持件，如圖1所示的為第一類，圖2給出的是與第一類匹配的第二類夾持件，兩類夾持件數(shù)量均為4個(gè)，在圖3給出的試驗(yàn)件一端面上的四邊形為由兩個(gè)第一類夾持件與兩個(gè)第二類夾持件組裝而成的，兩種規(guī)格(圖1的夾具A和圖2的夾具B)的夾具不同之處在于兩個(gè)耳片的厚度方向，如圖1所示，夾具A的大小耳片的一個(gè)面與螺栓連接區(qū)2的與試驗(yàn)件接觸的一個(gè)面平齊，而夾具A的大小耳片的另一個(gè)面與螺栓連接區(qū)2的與試驗(yàn)件背離的一個(gè)面不對(duì)齊，其通過(guò)倒圓角的形式或通過(guò)若各個(gè)臺(tái)階由耳片向螺栓連接區(qū)2過(guò)渡。結(jié)合圖2，夾具B的大小耳片的一個(gè)面與螺栓連接區(qū)2的與試驗(yàn)件背離的一個(gè)面平齊，即與螺栓連接區(qū)2上有臺(tái)階的一個(gè)面平齊，可以理解的是，這里的平齊僅指大小耳片與其相鄰的螺栓連接區(qū)2的臺(tái)階面平齊，夾具B的大小耳片的另一個(gè)面與螺栓連接區(qū)2的與試驗(yàn)件接觸的一個(gè)面不對(duì)齊，其通過(guò)倒圓角的形式或通過(guò)若各個(gè)臺(tái)階由耳片向螺栓連接區(qū)2過(guò)渡。
[0022]可以理解的是，通過(guò)上述兩類夾具(夾具A與夾具B)可以實(shí)行無(wú)縫對(duì)接，且對(duì)接后形成的四邊形其與試驗(yàn)件接觸的面均是夾持件的光滑的一面。如圖3所示，兩個(gè)不同夾具的小耳片3相互對(duì)接，如右上角及左下角所示，對(duì)接后，耳片的銷孔對(duì)齊，并插入銷軸，形成鉸接端，兩個(gè)不同夾具的大耳片I相互對(duì)接，如左上角及右下角所示，對(duì)接后，兩個(gè)耳片的銷孔對(duì)齊，形成施力端，兩個(gè)拉伸力P沿所述四邊形的對(duì)角線向遠(yuǎn)離試驗(yàn)件的方向拉伸，從而使得整個(gè)夾具對(duì)試驗(yàn)件形成剪切力。
[0023]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，螺栓連接區(qū)2上的臺(tái)階面數(shù)量為多個(gè)，比如設(shè)置有5-20個(gè)，可以理解的是，根據(jù)大量試驗(yàn)及有限元分析，以及基于材料力學(xué)純剪切理論可以看出，采用厚度及寬度階梯變化的夾具結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力通過(guò)較小區(qū)域的擴(kuò)散后會(huì)逐漸趨于均勻，由于在臺(tái)階面上還需要設(shè)置螺孔，以便螺栓通過(guò)，因此這里的臺(tái)階面數(shù)量?jī)?yōu)選依據(jù)整個(gè)試驗(yàn)件尺寸定制，既要保證螺栓正常通過(guò)，由要避免臺(tái)階數(shù)量過(guò)少導(dǎo)致剪切力分布不均。
[0024]在圖3給出的示意中，在與其背離的試驗(yàn)件面上還設(shè)置有與該圖示等同的另一四邊形，兩個(gè)四邊形的螺栓連接區(qū)2通過(guò)螺栓對(duì)接，從而夾緊試驗(yàn)件。
[0025]本實(shí)施例中，所述大耳片I的厚度為螺栓連接區(qū)2上與大耳片I相鄰的臺(tái)階面厚度的一半。
[0026]同理，所述小耳片3的厚度為螺栓連接區(qū)2上與小耳片3相鄰的臺(tái)階面厚度的一半。
[0027]比如，所述螺栓連接區(qū)上與大耳片相鄰的臺(tái)階面的厚度為6t，與小耳片相鄰的臺(tái)階面厚度為3t，大耳片的厚度為3t，小耳片的厚度為1.5t，所述t為所述加筋壁板的蒙皮厚度?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)螺栓連接區(qū)2的臺(tái)階面數(shù)量為8個(gè)時(shí)，則從最厚的臺(tái)階面至最薄的臺(tái)階面的厚度依次為 6t，5.5t，5t，4.5t，4t，3.5t，3t。
[0028]夾具與試驗(yàn)件的裝配如圖3所示，首先將夾具耳片通過(guò)銷軸裝配，并進(jìn)行定位，通過(guò)試驗(yàn)件連接區(qū)中心線與夾具中心線重合來(lái)實(shí)現(xiàn)，安裝順序?yàn)?先裝夾具A，后安裝夾具B。
[0029]本實(shí)施例中，夾具變寬度變厚度的螺栓連接區(qū)設(shè)計(jì)為等腰梯形。夾持件優(yōu)先選用強(qiáng)度高于試驗(yàn)件的材料。
[0030]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:采用變寬度變厚度的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問(wèn)題，根據(jù)大量試驗(yàn)及有限元分析，以及基于材料力學(xué)純剪切理論可以看出，采用厚度及寬度階梯變化的夾具結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力通過(guò)較小區(qū)域的擴(kuò)散后會(huì)逐漸趨于均勻，具有很好的試驗(yàn)效果。且本實(shí)用新型提供的試驗(yàn)夾具安裝螺栓較少，易于換裝。該夾具的設(shè)計(jì)，消除了壁板剪切試驗(yàn)件的偏心，加筋壁板試驗(yàn)件不會(huì)產(chǎn)生附加彎矩，試驗(yàn)單位不用設(shè)計(jì)專門的防彎曲夾具。
[0031]最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，其特征在于:包括八個(gè)夾持件，所述夾持件包括分別設(shè)置在兩端的寬度相對(duì)較大的大耳片(I)以及寬度相對(duì)較小的小耳片(3)，所述大耳片(I)與小耳片(3)之間設(shè)置有螺栓連接區(qū)(2)，所述螺栓連接區(qū)(2)在與加筋壁板試驗(yàn)件背離的一面上自大耳片(I)向小耳片(3)方向設(shè)置有若干臺(tái)階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區(qū)(2)與所述加筋壁板試驗(yàn)件接觸的一面為平面，在螺栓連接區(qū)(2)任一臺(tái)階面上設(shè)置有螺栓通孔，所述螺栓連接區(qū)(2)自大耳片(I)向小耳片(3)方向由寬變窄平滑過(guò)渡，四個(gè)所述夾持件依次對(duì)接構(gòu)成夾持四邊形，兩個(gè)所述夾持四邊形設(shè)置在所述加筋壁板試驗(yàn)件的兩端面周邊，并通過(guò)螺栓對(duì)接固定，任一四邊形內(nèi)的夾持件相互對(duì)接后，所述夾持件的大耳片(I)的通孔對(duì)齊，形成剪切力加載端，所述夾持件的小耳片(3)的通孔對(duì)齊，并置有銷軸。2.如權(quán)利要求1所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述大耳片(I)的厚度為螺栓連接區(qū)(2)上與大耳片(I)相鄰的臺(tái)階面厚度的一半。3.如權(quán)利要求2所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述小耳片(3)的厚度為螺栓連接區(qū)(2)上與小耳片(3)相鄰的臺(tái)階面厚度的一半。4.如權(quán)利要求3所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述螺栓連接區(qū)(2)上與大耳片(I)相鄰的臺(tái)階面的厚度為6t，與小耳片(3)相鄰的臺(tái)階面厚度為3t，大耳片(I)的厚度為3t，小耳片(3)的厚度為1.5t，所述t為所述加筋壁板的蒙皮厚度。5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述螺栓連接區(qū)(2)內(nèi)臺(tái)階面數(shù)量為5-20個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01N3/24GK205643004SQ201620442919
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】劉存, 萬(wàn)亞鋒
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所