用于测试倒角搭接的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了用于表征测试样本（300）的倒角搭接（128）的张力强度的测试装置（600）。该测试装置（600）可以包括下部固定装置（634）和上部固定装置（602）。测试样本（300）可以包括结合至加强件组件（308）的蒙皮组件（302）。下部固定装置（634）可以使加强件组件（308）保持在固定位置。上部固定装置（602）可以在倒角搭接（128）的相对侧面上的一对分立的啮合位置（626）处啮合蒙皮组件（308）。上部固定装置（602）可以机械地耦接至万向接头（604），并且可以在将张力测试负载（500）应用于倒角搭接（128）期间充分隔离倒角搭接（128）和非对称弯曲。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了用于表征测试样本（300）的倒角搭接（128）的张力强度的测试装置（600）。该测试装置（600）可以包括下部固定装置（634）和上部固定装置（602）。测试样本（300）可以包括结合至加强件组件（308）的蒙皮组件（302）。下部固定装置（634）可以使加强件组件（308）保持在固定位置。上部固定装置（602）可以在倒角搭接（128）的相对侧面上的一对分立的啮合位置（626）处啮合蒙皮组件（308）。上部固定装置（602）可以机械地耦接至万向接头（604），并且可以在将张力测试负载（500）应用于倒角搭接（128）期间充分隔离倒角搭接（128）和非对称弯曲。【专利说明】
本专利技术一般涉及结构测试，更具体地，涉及用于表征在两个结构组件之间的倒角搭接的张力测试负载承受能力的测试系统。
技术介绍
结构组件的附着结合提供了在机械紧固之外的一些优势。例如，附着结合导致相对于横跨机械紧固接头的应力分布的横跨附着接头的更均匀的应力分布。此外，粘合剂形成在结构组件之间的屏障，该屏障可以避免可能与机械接头相关联的不利影响，其中不同材料直接彼此接触。结构组件的附着结合还可以降低装配成本，并且提供相对于与机械紧固的接头关联的装配成本和疲劳寿命的更长的疲劳寿命。倒角搭接是在一个组件的弯曲表面和另一个组件的大致平坦的表面之间的附着结合类型。在倒角搭接中，粘合材料形成在接合的组件之间的倒角。倒角搭接的厚度可以横跨两个组件之间的结合层改变。有利地，倒角搭接可以通过将接头中的负载散布在相对大的表面积上而提供改进的接头中的应力分布。对于某些具有结合接头的配件，可能需要在将配件投入使用之前限制结合接头的强度承载能力。例如，在认证飞机之前，可能需要限制飞机的主要承载结构中的结合接头。限制结合接头可以包括验证结合接头的安全裕度在设计限度内。安全裕度可以通过施加负载以测试结合接头的样本而确定，其中负载模拟在接头的使用寿命期间结合接头可能承受的实际负载。某些结构可能经受将倒角搭接置于张力拉脱(例如，平面外)负载的使用负载。可能受到张力拉脱负载影响的一个此种结构是蒙皮面板，所述蒙皮面板具有彼此间隔地定位在蒙皮面板的一个侧面上的多个加强件。每个加强件可以通过沿着加强件的长度延伸的倒角搭接结合到蒙皮面板。在使用期间，张力拉脱负载可以大致均匀地分布在蒙皮面板上，并且可以使得倒角搭接在张力下被加载。用于测试结合接头的负载承受能力的传统测试装置一般指向两个大致平坦组件之间的平坦结合的几何结构。在这种平坦结合的几何结构中的粘合材料可以具有横跨结合接头的大致均匀的厚度。传统的测试装置可以包括可安装到具有平坦结合的几何结构的测试样本的外表面的大致平坦的背板。测试装置可以安装在测试机器内。测试样本可以利用应变仪进行测量，使得可以记录在应用测试负载期间的张力测量值。张力水平可以转换成应力。测试样本可以被测试为故障，并且故障时的应力水平可以与结合接头的强度值相关。不幸的是，利用背板的传统的测试装置不能提供在倒角搭接中引起的力的准确复制。例如，对于具有结合至蒙皮面板的加强件的以上结构配件，蒙皮面板上的张力拉脱负载可以引起测试样本中的倒角搭接处的弯曲负载。尽管传统的测试装置可能足够用于将张力测试负载施加于测试样本中的倒角搭接，但是背板的硬度阻止了测试样本中生成弯曲负载。与传统测试装置关联的进一步缺点是在测试样本中可以产生偏心或不对称载荷。通过制造测试样本的公差、通过未对准测试样本和测试机器、或由于其他因素可能引起该不对称载荷。出现不对称载荷可以最小化多个测试样本之间的测试条件的可重复性，并且可以损害测试结果的准确性。可以看到，本领域中存在对可以充分复制在将张力应用到倒角搭接期间倒角搭接中的负载条件的测试装置和方法的需求。关于这点，本领域中存在对能够在应用张力测试负载期间精确地引起倒角搭接中的对称弯曲的测试装置和方法的需求。理想地，测试装置可以避免测量测试样本中的张力并且然后将所述张力与用于确定倒角搭接的强度能力的应力相关的需要。
技术实现思路
通过提供用于表征将测试样本的加强件组件接合到蒙皮组件的倒角搭接的张力强度的测试装置，本专利技术具体地解决和缓解了与倒角搭接的结构测试相关联的以上所述的需求。测试装置可以包括构造为将加强件组件保持在固定位置的下部固定装置和构造为在倒角搭接的相对侧上的一对啮合位置处啮合蒙皮组件的上部固定装置。测试装置可以额外地包括机械耦接至上部固定装置并且构造为在将张力测试负载应用于倒角搭接期间使倒角搭接与非对称弯曲充分隔离的万向接头。在进一步的实施例中，公开了用于表征倒角搭接的张力强度的测试装置。所述测试装置可以包括下部固定装置和上部固定装置。下部固定装置可以使加强件组件保持在固定位置。上部固定装置可以具有一对负载销，其取向为大致彼此平行并且构造为在倒角搭接的相对侧面上的一对分立的啮合位置处啮合蒙皮组件的内表面(304)。测试装置可以包括机械耦接至上部固定装置并且构造为在将张力测试负载应用于倒角搭接期间使倒角搭接与非对称弯曲充分隔离的万向接头。啮合位置可以被定位为使得倒角搭接的倒角边缘受到力矩剪切比率的影响，该力矩剪切比率基本等于在受到不均匀分布的张力拉脱负载的结构配件的倒角边缘处的力矩剪切比率。本专利技术还公开了表征将测试样本的加强件组件接合到蒙皮组件的倒角搭接的张力强度的方法。该方法可以包括以下步骤:将测试样本放置在测试装置中，并且固定地定位测试样本的加强件组件。该方法可以进一步包括在倒角搭接的相对侧面上的一对啮合位置处啮合蒙皮组件，并且将张力测试负载施加于在啮合位置处的倒角搭接。该方法可以额外地包括当应用张力测试负载时使倒角搭接与非对称弯曲充分地隔离。已经讨论的本专利技术的特征、功能和优势可以在本公开的不同的实施例中独立地实现，或可以在其他实施例中组合实现，参考下面的说明书和附图将理解进一步的细节。【专利附图】【附图说明】通过参考附图，本专利技术的这些特征和其他特征将变得更显然，在附图中，相同的参考标记是指贯穿附图的相同的零件，并且在附图中:图1是结构配件的透视图，其具有在结合到蒙皮面板的多个加强件中的蒙皮面板；图2是将一个加强件结合到蒙皮面板的倒角搭接的透视图；图3是示出了彼此以加强件节距间隔开的加强件的图1的结构配件的侧视图；图4是其中张力拉脱负载被施加到蒙皮面板的加载条件下的结构配件的侧视图；图5是结合在一个加强件和蒙皮面板之间的倒角搭接的侧视图；图6是具有利用倒角搭接结合到蒙皮组件的加强件组件的测试样本的透视图，其中测试样本可以表示在面板加强件和结构配件的蒙皮面板之间的倒角搭接；图7是图6的测试样本的侧视图，其中测试样本被倒转并且示出了具有倒角面的倒角搭接的相对侧面，其中每个倒角面具有凹面配置；图8是具有倒角面的倒角搭接的侧视图，所述倒角面具有平坦或平面配置并且以相对于蒙皮组件不垂直的角度取向；图9是具有倒角面的倒角搭接的侧视图，所述倒角面具有平面配置并且以相对于蒙皮组件垂直的角度取向；图10是具有安装到通用测试机器的一个实施例中的测试装置的通用测试机器的侧视图；图11是具有安装在其中的倒角搭接测试样本的测试装置的侧视图；图12是测试装置的透视图；图13是包括用于将测试样本定位在其中的上部固定装置和下部固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表征将测试样本（300）的加强件组件（308）接合到所述测试样本（300）的蒙皮组件（302）的倒角搭接（128）的张力强度的测试装置（600），所述测试装置包含：下部固定装置（634），其构造为将所述加强件组件（308）维持在固定位置；上部固定装置（602），其构造为在所述倒角搭接（128）的相对侧面上的一对啮合位置（626）处啮合所述蒙皮组件（302）；和万向接头（604），其机械地耦接至所述上部固定装置（602），并且构造为在将张力测试负载（500）应用于所述倒角搭接（128）期间将所述倒角搭接（128）与非对称弯曲充分隔离。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·格雷格，B·S·卡斯博森，J·J·埃斯波西托，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：