一種增加試驗件局部剛度的試驗夾具的製作方法
2023-06-21 12:38:36 1
本實用新型屬於結構強度試驗技術領域，具體涉及一種增加試驗件局部剛度的試驗夾具。
背景技術：
在飛機新型號研製初期，需要針對新的材料和結構形式規劃典型結構零組件試驗，諸如長桁-長桁連接、長桁-框典型連接、蒙皮對縫典型連接試驗等。該類型的試驗件一般會設置加載段用於連接試驗機，因此會出現試驗件考核段形心位置與加載段的形心位置不一致問題，從而在試驗考核段會產生附加彎矩，導致試驗件發生彎曲變形，出現試驗件提前破壞，影響試驗數據準確性等一系列問題。
針對此類問題，試驗時一般會設計防彎夾具來消除試驗件的垂向位移，但是傳統的防彎夾具僅能限制考核區一側的垂向變形，對於另一側出現垂向變形不能控制；且傳統的防彎夾具不僅限制了垂向變形，還對試驗件另外兩個方向的變形有所限制，這顯然對試驗件產生多餘約束，對試驗結果的精確度有一定影響。
技術實現要素：
為了解決上述問題，本實用新型提供了一種增加試驗件局部剛度的試驗夾具。該夾具能夠顯著的減小試驗考核區連接件的彎曲變形，而對試驗件另外兩個方向的變形無影響；從而保證試驗件獲得理想的破壞模式，提高試驗精度；且夾具調節方便，可以適應不同尺寸規模的試驗件。
本實用新型增加試驗件局部剛度的試驗夾具包括上部固定支座、下部固定支座以及限制位移控制螺杆，所述上部固定支座與下部固定支座通過固定支座連接螺杆固定連接,並在兩個支座之間形成用於貫穿試驗件的夾持空間，在上部固定支座及下部固定支座的板面上設置有若干通孔，限制位移控制螺杆穿過所述通孔後伸入所述夾持空間內的一端設置有半球狀凹槽，所述凹槽內嵌有鋼珠，所述限制位移控制螺杆通過旋轉的方式在所述通孔內運動。
優選的是，所述鋼珠與所述限制位移控制螺杆連接處設置填充有膠粘劑。
上述方案中優選的是，所述鋼珠與所述限制位移控制螺杆連接處設置填充有潤滑劑。
上述方案中優選的是，所述固定支座連接螺杆至少包括四個，分別設置在上部固定支座或下部固定支座的四角。
上述方案中優選的是，任一所述固定支座連接螺杆配置有四個固定螺母，其中兩個固定螺母用於夾持上部固定支座，另外兩個固定螺母用於夾持下部固定支座。
上述方案中優選的是，所述上部固定支座和下部固定支座上的通孔設置有內螺紋，適配安裝所述限制位移控制螺杆。
上述方案中優選的是，所述上部固定支座和下部固定支座上的通孔在背離所述夾持空間的一端固定有調節螺母，所述限制位移控制螺杆至少在遠離鋼珠的一端設置有外螺紋。
本實用新型具有如下的優點：
1、本實用新型所設計的夾具，可以增加試驗件的局部剛度，消除附加變形，提高試驗數據精度；
2、限制位移控制螺杆擰入的深淺程度可以控制對試驗件位移的限制；
3、通過鋼珠的作用，本夾具僅能約束一個位移方向，對另外兩個方向的變形無影響，所得試驗數據更準確；
4、本夾具可用於不同尺寸規模的試驗件，其實用範圍更廣。
附圖說明
圖1為本實用新型增加試驗件局部剛度的試驗夾具的一優選實施例的結構示意圖。
圖2為本實用新型圖1所示實施例的俯視圖。
圖3為本實用新型圖1所示實施例的限制位移控制螺杆結構示意圖。
其中，1為上部固定支座，2為下部固定支座，3為固定支座連接螺杆，4為固定螺母，5為限制位移控制螺杆，6為調節螺母，7為鋼珠，31為螺紋段，32為平直段，33為凹槽。
具體實施方式
為使本實用新型實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護範圍的限制。
下面通過實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
本實用新型提供了一種增加試驗件局部剛度的試驗夾具，該夾具能夠顯著的減小試驗考核區連接件的彎曲變形，而對試驗件另外兩個方向的變形無影響；從而保證試驗件獲得理想的破壞模式，提高試驗精度；且夾具調節方便，可以適應不同尺寸規模的試驗件。
本實用新型增加試驗件局部剛度的試驗夾具如圖1所示，包括上部固定支座1、下部固定支座2以及限制位移控制螺杆5，所述上部固定支座1與下部固定支座2通過固定支座連接螺杆3固定連接,並在兩個支座之間形成用於貫穿試驗件的夾持空間，在上部固定支座及下部固定支座的板面上設置有若干通孔，限制位移控制螺杆5穿過所述通孔後伸入所述夾持空間內的一端設置有半球狀凹槽33，所述凹槽33內嵌有鋼珠7，所述限制位移控制螺杆通過旋轉的方式在所述通孔內運動。
圖2給出了其俯視圖，可以理解的是，上部固定支座1與下部固定支座2均為同等板材，板材四角開孔，用於安裝固定支座連接螺杆3，板材中間開孔，用於安裝限制位移控制螺杆5，多個安裝限制位移控制螺杆5的孔均布在一條直線上，該直線位於板材中央。
本實用新型中，所述鋼珠7與所述限制位移控制螺杆5連接處設置填充有膠粘劑，具體的，在將鋼珠7安裝至限制位移控制螺杆5的凹槽33內時，通過膠粘劑膠接，需要說明的是，該處膠接僅使鋼珠7不會自動從凹槽33內脫落，而不是進行強制固定，至少要保證鋼珠7能夠在凹槽33內通過外力作用下轉動，可以理解的是，在鋼珠7壓緊試驗件時，試驗件能夠引拉伸力運動而帶動鋼珠7在凹槽33內轉動。
備選實施方式中，所述鋼珠7與所述限制位移控制螺杆5連接處設置填充有潤滑劑，即鋼珠7與凹槽33內通過填充潤滑劑保證相互之間的運動。
可以理解的是，由於板材四角開孔，所述固定支座連接螺杆3相應的包括四個，分別設置在上部固定支座1或下部固定支座2的四角。備選實施方式中，也可以包括多個固定支座連接螺杆3，同樣保護多個設置在板材四周的孔。
本實施例中，任一所述固定支座連接螺杆3配置有四個固定螺母4，如圖1所示，其中兩個固定螺母1用於夾持上部固定支座，另外兩個固定螺母1用於夾持下部固定支座。
為保證所述限制位移控制螺杆通過旋轉的方式在所述通孔內運動，以下提供兩種技術方案：
1、所述上部固定支座1和下部固定支座2上的通孔設置有內螺紋，適配安裝所述限制位移控制螺杆5，所述限制位移控制螺杆5帶外螺紋，通過旋轉限制位移控制螺杆5，使得限制位移控制螺杆5能夠向所述夾持空間內運動或遠離所述夾持空間。
2、所述上部固定支座1和下部固定支座2上的通孔在背離所述夾持空間的一端固定有調節螺母6，參考圖1，所述限制位移控制螺杆5至少在遠離鋼珠的一端設置有外螺紋。圖3給出了該實施例的限制位移控制螺杆5的具體示意圖，所述限制位移控制螺杆5包括螺紋段31、平直段32以及凹槽33，所述凹槽33用於盛放鋼珠7，平直段32置於上部固定支座1和下部固定支座2上的通孔中，螺紋段31與調節螺母6配合使用，可以理解的是，調節螺母6是固定在上部固定支座1和下部固定支座2上的，例如焊接；安裝時，將限制位移控制螺杆5自上部固定支座1或下部固定支座2的背離調節螺母6的一側安裝至通孔中，當螺紋段31接觸調節螺母6時，在通過旋轉限制位移控制螺杆5繼續使限制位移控制螺杆5向遠離夾持空間的方向運動。
本實施例中試驗夾具的具體安裝過程如下：
1)將固定支座連接螺杆3穿入下部固定支座2，並用固定螺母4擰入下部固定支座2的上下表面，將其固定；
2)根據試驗件的高度確定上部固定支座1下表面固定螺母4的位置，裝入上部固定支座1，再用固定螺母4固定上部固定支座1的上表面；
3)兩個固定支座的位置可通過調整固定螺母4的位置進行調整，通過調整固定螺母4的位置，可以適用不同尺寸規模的試驗件；
4)將鋼珠7裝入限制位移控制螺杆5中，在二者之間塗抹黃油增加潤滑度；
5)將帶鋼珠7的限制位移控制螺杆5分別插入上、下固定支座限制位移控制孔中，通過旋轉限制位移控制螺杆5來調節其對試驗件位移限制情況；
6)根據試驗情況，可選擇性地裝入適量的限制位移控制螺杆5；由於鋼珠7的作用，位移控制器僅能約束一個位移方向，對另外兩個方向的變形無影響。
本實用新型具有如下的優點：
1、本實用新型所設計的夾具，可以增加試驗件的局部剛度，消除附加變形，提高試驗數據精度；
2、限制位移控制螺杆擰入的深淺程度可以控制對試驗件位移的限制；
3、通過鋼珠的作用，本夾具僅能約束一個位移方向，對另外兩個方向的變形無影響，所得試驗數據更準確；
4、本夾具可用於不同尺寸規模的試驗件，其實用範圍更廣。
最後需要指出的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制。儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。