一种复合载荷试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复合载荷试验装置及方法，所述装置包括剪切载荷施加组件、气压载荷施加组件以及试验件组件，其中：所述剪切载荷施加组件与试验件组件的四周连接，剪切载荷施加组件用于通过对角拉的方式对试验件组件施加剪切载荷，并对气压载荷施加组件提供支持；所述气压载荷施加组件以软连接的方式与剪切载荷施加组件连接，剪切载荷施加组件对气压载荷施加组件提供法向力约束，气压载荷施加组件不影响试验件组件的剪切变形。本发明专利技术实现了对加筋壁板的剪切载荷和气压载荷复合加载，并克服了两种载荷在施加过程中的干涉问题，载荷传递简单、清晰、明了，能保证加载的准确性，试验装置结构简单，容易实现，能在结构试验中广泛使用。

【技术实现步骤摘要】
一种复合载荷试验装置及方法
本专利技术属于结构试验加载技术，具体涉及一种用于结构静力、疲劳试验中的复合载荷试验装置及方法。
技术介绍
飞机机身壁板会同时承受剪切和气压载荷，为了研究、验证机身壁板结构的刚度和承载能力，需要进行加筋壁板的剪切和气压的复合载荷试验。目前，加筋壁板的单一剪切载荷试验通常采用对角拉的试验方法，加筋壁板的单一气压载荷试验也有现成的试验方法。但为了进行加筋壁板的剪切和气压载荷试验，不能将两种单一载荷试验方法进行简单的组合，既要保证两种载荷能同时施加，也要避免两种载荷相互干涉，避免为试验件引入多余的约束，以准确模拟机身壁板在剪切和气压载荷下的变形场、应变场和破坏模式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合载荷试验装置及方法，能对加筋壁板同时施加剪切载荷和气压载荷，并能避免两种载荷在施加的过程中相互干涉。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种复合载荷试验装置，包括剪切载荷施加组件、气压载荷施加组件以及试验件组件，其中：所述剪切载荷施加组件与试验件组件的四周连接，剪切载荷施加组件用于通过对角拉的方式对试验件组件施加剪切载荷，并对气压载荷施加组件提供支持；所述气压载荷施加组件以软连接的方式与剪切载荷施加组件连接，剪切载荷施加组件对气压载荷施加组件提供法向力约束，气压载荷施加组件不影响试验件组件的剪切变形。进一步地，所述剪切载荷施加组件包括剪切拉板，剪切拉板每两件作为一组，共设置四组，通过首尾连接的方式共同形成四边形结构，每一组剪切拉板上均开设有用于固定试验件组件的螺栓孔；其中，所述四边形结构的一组对角处的相邻组剪切拉板之间通过连接螺栓连接，另一组对角处的相邻组剪切拉板之间通过轴销连接；在每一个连接螺栓处各连接一个第一双耳，两个第一双耳夹持于试验机的夹头中，通过试验机施加拉伸载荷，以实现对试验件组件的剪切加载。进一步地，所述剪切载荷施加组件中的剪切拉板、气压载荷施加组件、试验件组件三者共同形成一个自平衡系统。进一步地，所述试验件组件包括加强片和加筋壁板，其中加强片设置多个，分布于加筋壁板的四周，试验件组件的四个角处加工为圆角状缺口；所述加筋壁板为J型、M型、Y型、Z型、工型或平面结构。进一步地，所述气压载荷施加组件包括气囊以及气囊盒，其中：所述气囊粘贴于试验件组件的四周，气囊盒布置于气囊的外部；所述气囊盒的一侧分布有工字梁，气囊盒与工字梁均为中心轴对称结构；在剪切拉板上分布有第二双耳，所述工字梁的两端分别通过连接拉板组件、第二双耳与试验件组件连接。进一步地，所述气囊盒上固定有进气筒和出气筒，进气筒、出气筒的一端与气囊连接，另一端连接充气设备。进一步地，构成所述工字梁的两槽钢间的间距大于连接拉板组件的厚度，第二双耳中间的间隙也大于连接拉板组件厚度，用于使连接拉板组件顺利安装并保证剪切载荷加载过程中连接拉板组件有足够的活动空间。进一步地，所述连接拉板组件包括连接拉板，连接拉板上开设有一对通孔，其中一个通孔中安装有关键轴承，使连接拉板能绕关键轴承旋转；连接拉板组件用于通过第二双耳连接剪切拉板以及工字梁。一种复合载荷试验方法，其中，剪切载荷施加方法包括：用螺栓连接剪切拉板和试验件组件，试验件组件四周与剪切拉板的连接孔通过剪切拉板配制；用轴销在两对角连接剪切拉板，剪切拉板两端的孔配制，并在配制试验件组件四周的螺栓孔时安装轴销；用连接螺栓在另两对角连接试验件组件和第一双耳；将两第一双耳分别夹持于试验机的夹头中；对两第一双耳施加拉伸载荷，从可实现对试验件组件的剪切载荷施加。进一步地，所述方法中，气压载荷的施加方法包括：在试验件组件四周粘贴气囊，气囊的粘贴位置在剪切拉板的内侧，采用内翻边的方法粘贴气囊；安装第二双耳，用螺栓将其固定于剪切拉板；安装连接拉板组件，将关键轴承安装在连接拉板中；将气囊盒放置在气囊上，把进气筒、出气筒引到气囊盒的外面；用螺栓将连接拉板组件一端与第二双耳连接，另一端用螺栓与工字梁连接；将充气设备与进气筒、出气筒连接，对气囊充气，从而实现对试验件组件气压载荷的施加。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术特点：本专利技术实现了对加筋壁板的剪切载荷和气压载荷复合加载，并克服了两种载荷在施加过程中的干涉问题，该方法的优点是载荷传递简单、清晰、明了，能保证加载的准确性，试验装置结构简单，容易实现，能在结构试验中广泛使用。附图说明图1为本专利技术的复合载荷试验装置的整体结构示意图；图2为剪切载荷施加组件结构图；图3为气压载荷施加组件结构图；图4为试验件组件的结构图；图5为气囊的结构图；图6为气囊盒的结构示意图；图7、图8为气囊、气囊盒以及试验件组件的结构关系图，其中图7为俯视图，图8为剖视图；图9为连接拉板组件的结构示意图；图中标号说明：1剪切载荷施加组件，2气压载荷施加组件，3试验件组件，101轴销，102剪切拉板，103连接螺栓，104第一双耳，201气囊，202气囊盒，203工字梁，204连接拉板组件，204a关键轴承，204b连接拉板，205第二双耳，206进气筒，207出气筒，301加强片，302加筋壁板。具体实施方式参见图1至图9，本专利技术提供的一种复合载荷试验装置，包括剪切载荷施加组件1、气压载荷施加组件2以及试验件组件3，其中：所述剪切载荷施加组件1与试验件组件3的四周通过螺栓连接，剪切载荷施加组件1用于通过对角拉的方式对试验件组件3施加剪切载荷，并对气压载荷施加组件2提供支持；所述气压载荷施加组件2以软连接的方式与剪切载荷施加组件1连接，剪切载荷施加组件1对气压载荷施加组件2提供法向力约束，气压载荷施加组件2不影响试验件组件3的剪切变形。参见图2，所述剪切载荷施加组件1包括剪切拉板102，剪切拉板102每两件作为一组，共设置四组，通过首尾连接的方式共同形成四边形结构，每一组剪切拉板102上均开设有用于固定试验件组件3的螺栓孔，通过螺栓与试验件组件3连接；为保证加载更均匀，试验件组件3上的螺栓孔由剪切拉板102配制。其中，所述四边形结构的一组对角处的相邻组剪切拉板102之间通过连接螺栓103连接，另一组对角处的相邻组剪切拉板102之间通过轴销101连接；在每一个连接螺栓103处各连接一个第一双耳104，两个第一双耳104夹持于试验机的夹头中，通过试验机施加拉伸载荷，以实现对试验件组件3的剪切加载。所述剪切载荷施加组件1中的剪切拉板102、气压载荷施加组件2、试验件组件3三者共同形成一个自平衡系统。如图4所示，所述试验件组件3包括加强片301和加筋壁板302，其中加强片301设置多个，分布于加筋壁板302的四周，用于和所述剪切拉板102配合；加强片301可选用与加筋壁板302相同的材料，加强片301的主要作用是保证加筋壁板302在四周连接区足够的挤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合载荷试验装置，其特征在于，包括剪切载荷施加组件(1)、气压载荷施加组件(2)以及试验件组件(3)，其中：/n所述剪切载荷施加组件(1)与试验件组件(3)的四周连接，剪切载荷施加组件(1)用于通过对角拉的方式对试验件组件(3)施加剪切载荷，并对气压载荷施加组件(2)提供支持；所述气压载荷施加组件(2)以软连接的方式与剪切载荷施加组件(1)连接，剪切载荷施加组件(1)对气压载荷施加组件(2)提供法向力约束，气压载荷施加组件(2)不影响试验件组件(3)的剪切变形。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合载荷试验装置，其特征在于，包括剪切载荷施加组件(1)、气压载荷施加组件(2)以及试验件组件(3)，其中：
所述剪切载荷施加组件(1)与试验件组件(3)的四周连接，剪切载荷施加组件(1)用于通过对角拉的方式对试验件组件(3)施加剪切载荷，并对气压载荷施加组件(2)提供支持；所述气压载荷施加组件(2)以软连接的方式与剪切载荷施加组件(1)连接，剪切载荷施加组件(1)对气压载荷施加组件(2)提供法向力约束，气压载荷施加组件(2)不影响试验件组件(3)的剪切变形。


2.根据权利要求1所述的复合载荷试验装置，其特征在于，所述剪切载荷施加组件(1)包括剪切拉板(102)，剪切拉板(102)每两件作为一组，共设置四组，通过首尾连接的方式共同形成四边形结构，每一组剪切拉板(102)上均开设有用于固定试验件组件(3)的螺栓孔；
其中，所述四边形结构的一组对角处的相邻组剪切拉板(102)之间通过连接螺栓(103)连接，另一组对角处的相邻组剪切拉板(102)之间通过轴销(101)连接；在每一个连接螺栓(103)处各连接一个第一双耳(104)，两个第一双耳(104)夹持于试验机的夹头中，通过试验机施加拉伸载荷，以实现对试验件组件(3)的剪切加载。


3.根据权利要求1所述的复合载荷试验装置，其特征在于，所述剪切载荷施加组件(1)中的剪切拉板(102)、气压载荷施加组件(2)、试验件组件(3)三者共同形成一个自平衡系统。


4.根据权利要求1所述的复合载荷试验装置，其特征在于，所述试验件组件(3)包括加强片(301)和加筋壁板(302)，其中加强片(301)设置多个，分布于加筋壁板(302)的四周，试验件组件(3)的四个角处加工为圆角状缺口；所述加筋壁板(302)为J型、M型、Y型、Z型、工型或平面结构。


5.根据权利要求1所述的复合载荷试验装置，其特征在于，所述气压载荷施加组件(2)包括气囊(201)以及气囊盒(202)，其中：
所述气囊(201)粘贴于试验件组件(3)的四周，气囊盒(202)布置于气囊(201)的外部；所述气囊盒(202)的一侧分布有工字梁(203)，气囊盒(202)与工字梁(203)均为中心轴对称结构；
在剪切拉板(102)上分布有第二双耳(205)，所述工字梁(203)的两端分别通过连接拉板组件(204)、第二双耳(205)与试验件组件(3)连接。


6.根据权利要求5所述的复合载荷试验装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪厚冰，陈向明，魏景超，成李南，屈天骄，曹素，李新祥，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61