雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置的製作方法

2023-05-29 23:35:11 1

專利名稱：雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種複合加載試驗裝置。
背景技術：
航空航天工程結構中的加筋壁板，是ー種可以承受面內拉伸壓縮載荷和剪切載荷的基本結構組成，有著廣泛的應用。這類結構在服役期間，承受單向或雙向的拉伸壓縮載荷，以及面內剪切載荷。在設計此類結構時，常需要以試驗的方式驗證承載カ與穩定性。由於在試驗件上施加拉剪或者壓剪載荷需要複雜的加載裝置和較高的試驗條件，因此簡化的方法是對試驗 件做単獨的面內剪切試驗和單軸拉壓試驗。由於加筋壁板在服役期間，最不利情況是承受面內軸向壓縮和剪切載荷共同作用，為了準確預報在真實載荷情況下的加筋壁板承載カ和穩定性，必須對加筋壁板結構進行壓縮剪切複合加載試驗。已知的方法和裝置有兩類。一類是通過複雜的加載裝置，配合多通道的作動器實現預定的複合載荷加載。另ー類是通過加載裝置的巧妙設計，實現單軸的拉力或者壓カ轉化成對試驗件的複合加載。對於第一類方法可以實現任意載荷的施加，缺點是裝置複雜耗費極大，常見的對整體盒段施加複合載荷考察局部壁板穩定性的方法就屬於此類。對於第ニ類方法，目前有裝置可以實現單軸壓縮剪切載荷，但是裝置複雜，不能實現對加筋壁板類結構的雙向拉伸或壓縮載荷與面內剪切載荷的複合加載。

發明內容
本發明的目的是提供一種雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置，以解決目前加載裝置結構複雜、費用高且不能實現對加筋壁板類結構的雙向拉伸或壓縮載荷與面內剪切載荷的複合加載的問題。本發明為解決上述技術問題採取的技術方案是雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置，所述裝置包括第一分配梁和第二分配梁、第一銷軸、第二銷軸、第三銷軸、第四銷軸、第五銷軸、第六銷軸、第七銷軸、第八銷軸、四對傳カ杆和四對加載夾板，每對傳カ杆包括兩個平行設置的傳カ杆，四對傳カ杆分別定義為第一對傳カ杆、第二對傳カ杆、第三對傳カ杆和第四對傳カ杆，第一分配梁和第二分配梁平行設置，第一分配梁上設有第一銷軸和第二銷軸，第二分配梁上設有第三銷軸和第四銷軸，四對加載夾板和試件設在第一分配梁和第二分配梁之間，試件的四個邊通過四對加載夾板可拆卸連接，四對加載夾板上分別設有第五銷軸、第六銷軸、第七銷軸和第八銷軸，第一對傳カ杆通過第一銷軸和第五銷軸轉動連接，第二對傳カ杆通過第二銷軸和第六銷軸轉動連接，第三對傳カ杆通過第三銷軸和第七銷軸轉動連接，第四對傳カ杆通過第四銷軸和第八銷軸轉動連接。本發明具有以下有益效果本裝置傳カ杆跨越試驗件，變壓為拉，提高了穩定性。使用銷軸，使得傳カ路徑清晰、カ值明確。可以實現矩形板四邊均勻剪切荷載的前提下，同時施加雙向壓縮荷載，突破了以往限制。配合普通拉カ實驗機或拉壓作動器即可使用，簡便易行。


圖I是本發明的整體結構主視圖，圖2-圖4是雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置的原理圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I-圖4說明本實施方式,本實施方式的雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置，所述裝置包括第一分配梁2-1和第二分配梁2-2、第一銷軸3-1、第二銷軸3-2、第三銷軸3-3、第四銷軸3-4、第五銷軸3-5、第六銷軸3_6、第七銷軸3_7、第八銷軸3-8、四對傳カ杆和四對加載夾板5，每對傳カ杆包括兩個平行設置的傳カ杆，四對傳カ杆分別定義為第一對傳カ杆4-1、第二對傳カ杆4-2、第三對傳カ杆4-3和第四對傳カ杆4-4,第一分配梁2-1和第二分配梁2-2平行設置，第一分配梁2-1上設有第一銷軸3-1和第二銷軸3-2，第二分配梁2-2上設有第三銷軸3-3和第四銷軸3-4，四對加載夾板5和試件6設在第一分配梁2-1和第二分配梁2-2之間，試件6的四個邊通過四對加載夾板5可拆卸連接，四對加載夾板5上分別設有第五銷軸3-5、第六銷軸3-6、第七銷軸3-7和第八銷軸3_8，第一對傳カ杆4-1通過第一銷軸3-1和第五銷軸3-5轉動連接，第二對傳カ杆4-2通過第ニ銷軸3-2和第六銷軸3-6轉動連接，第三對傳カ杆4-3通過第三銷軸3-3和第七銷軸3-7轉動連接，第四對傳カ杆4-4通過第四銷軸3-4和第八銷軸3-8轉動連接。裝置可以實現對試驗件兩對邊施加壓カ同時施加面內剪切力，本裝置安裝在拉カ試驗機上使用，也可以配合使用軸向拉伸作動器工作。試驗機上下夾頭分別連接拉カ加載臂，施加拉カP。根據銷軸的相對位置，決定了分配給兩對傳カ杆的カ值比例。傳カ杆的另一端跨越試驗件水平中心線，連接銷軸，變壓力加載為拉カ加載，提高了加載裝置的穩定性，降低了傳カ杆的剛度要求，並且使得傳カ角度和傳カ大小更加明確。
具體實施方式
ニ 結合圖I說明本實施方式，本實施方式的第一分配梁2-1和第二分配梁2-2的中間位置處各設有ー個加載臂1，此結構用於連接試驗機，施加拉力。其它實施方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖I說明本實施方式，本實施方式的第一分配梁2-1上開有第一滑槽7，第一銷軸3-1和第二銷軸3-2在第一滑槽7內滑動；第二分配梁2-2上開有第ニ滑槽8，第三銷軸3-3和第四銷軸3-4在第二滑槽8內滑動，此結構可隨意調節第一銷軸3-1、第二銷軸3-2、第三銷軸3-3和第四銷軸3-4在分配梁上的位置。其它實施方式與具體實施方式
一相同。工作原理結合圖2-圖4說明雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置的原理，試驗機拉力P、試驗件放置偏角a (即第五銷軸3-5與第八銷軸3-8中心的連線與試驗機拉カP作用線的夾角)、長邊方向第六銷軸和第七銷軸中心的距離a、長邊方向試驗區長度a'、短邊方向第五銷軸和第八銷軸中心的距離b、短邊方向試驗區長度b'、第五銷軸3-5受カF1、第八銷軸3-8受カF1'、第六銷軸3-6受カF2、第七銷軸3-7受カF2'、F1的壓カ分量Flt、F2的壓カ分量F2t、F1的剪切分量Flq、F2的剪切分量F2q、第一銷軸3-1或第四銷軸3-4到拉カP作用線的距離Cl，第二銷軸3-2或第三銷軸3-3到拉カP作用線的距離C2。
本裝置通過調整試驗件放置偏角a和拉カP，來達到調整板四邊剪カ壓カ的大小的功能。下面給出推導。由分配梁力平衡可知
權利要求
1.一種雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置，其特徵在於所述裝置包括第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)、第一銷軸(3-1)、第二銷軸(3-2)、第三銷軸(3-3)、第四銷軸(3_4)、第五銷軸(3-5)、第六銷軸(3-6)、第七銷軸(3-7)、第八銷軸(3-8)、四對傳カ杆和四對加載夾板(5)，每對傳カ杆包括兩個平行設置的傳カ杆，四對傳カ杆分別定義為第一對傳カ杆(4-1)、第二對傳カ杆(4-2)、第三對傳カ杆(4-3)和第四對傳カ杆(4-4),第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)平行設置，第一分配梁(2-1)上設有第一銷軸(3-1)和第二銷軸(3-2)，第二分配梁(2-2)上設有第三銷軸(3-3)和第四銷軸(3-4)，四對加載夾板(5)和試件(6)設在第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)之間，試件￠)的四個邊通過四對加載夾板(5)可拆卸連接，四對加載夾板(5)上分別設有第五銷軸(3-5)、第六銷軸(3-6)、第七銷軸(3-7)和第八銷軸(3-8)，第一對傳カ杆(4-1)通過第一銷軸(3-1)和第五銷軸(3-5)轉動連接，第二對傳カ杆(4-2)通過第二銷軸(3-2)和第六銷軸(3-6)轉動連接，第三對傳カ杆(4-3)通過第三銷軸(3-3)和第七銷軸(3-7)轉動連接，第四對傳カ杆(4-4)通過第四銷軸(3-4)和第八銷軸(3-8)轉動連接。
2.根據權利要求I所述雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置，其特徵在於第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)的中間位置處各設有ー個加載臂(I)。
3.根據權利要求I或2所述雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置，其特徵在於第一分配梁(2-1)上開有第一滑槽(7)，第一銷軸(3-1)和第二銷軸(3-2)在第一滑槽(7)內滑動；第二分配梁(2-2)上開有第二滑槽(8)，第三銷軸(3-3)和第四銷軸(3-4)在第二滑槽(8)內滑動。
全文摘要
雙向壓縮剪切複合加載試驗裝置，它涉及一種複合加載試驗裝置。該裝置為解決目前加載裝置結構複雜、費用高且不能實現對加筋壁板類結構的雙向拉伸或壓縮載荷與面內剪切載荷的複合加載的問題。第一分配梁和第二分配梁平行設置，第一分配梁上設有第一銷軸和第二銷軸，第二分配梁上設有第三銷軸和第四銷軸，四對加載夾板和試件設在第一分配梁和第二分配梁之間，試件的四個邊通過四對加載夾板可拆卸連接，第一對傳力杆通過第一銷軸和第五銷軸轉動連接，第二對傳力杆通過第二銷軸和第六銷軸轉動連接，第三對傳力杆通過第三銷軸和第七銷軸轉動連接，第四對傳力杆通過第四銷軸和第八銷軸轉動連接。本發明用於航空航天加筋壁板類結構部件的複合加載試驗。
文檔編號G01N3/24GK102735545SQ20121022738
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者劉偉, 李小樂, 程翔, 馬勝強, 高維成 申請人:哈爾濱工業大學