一種加筋壁板剪切試驗夾具的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗夾具，屬于航空加筋壁板試驗技術領域。其包括八個夾持件，所述夾持件包括分別設置在兩端的寬度相對較大的大耳片(1)以及寬度相對較小的小耳片(3)，所述大耳片(1)與小耳片(3)之間設置有螺栓連接區(2)，所述螺栓連接區(2)在與加筋壁板試驗件背離的一面上自大耳片(1)向小耳片(3)方向設置有若干臺階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區(2)與所述加筋壁板試驗件接觸的一面為平面，所述螺栓連接區(2)自大耳片(1)向小耳片(3)方向由寬變窄平滑過渡。通過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題，結構應力通過較小區域的擴散后趨于均勻。
【專利說明】
—種加筋壁板剪切試驗夾具
技術領域
[0001]本實用新型屬于航空加筋壁板試驗技術領域，具體涉及一種加筋壁板剪切試驗夾具。
【背景技術】
[0002]在加筋壁板的剪切試驗中，由于約束和加載的需求，應設計合理的試驗夾具，保證試驗件邊界及載荷傳遞模擬準確，以獲得有效的試驗結果。試驗夾具既傳遞載荷，又參與結構變形，分擔部分載荷，夾具的設計具有至關重要的意義。
[0003]現有技術中，加筋板剪切試驗夾具通常采用等寬等厚的夾具，這種夾具易于設計及生產，但其帶來以下問題:集中載荷不能通過夾具均勻的傳遞到試驗件;從而導致試驗件與夾具連接區域應力梯度較大，為了避免部分高應力區域提前失效，試驗件與夾具連接區域一般設計尺寸較大、結構較強，連接螺栓較多。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗夾具，采用變寬度變厚度的加筋板剪切試驗夾具可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問題，結構應力通過較小區域的擴散后趨于均勻，具有很好的試驗效果。且試驗夾具安裝螺栓較少，易于換裝。
[0005]本實用新型加筋壁板剪切試驗夾具，主要包括八個夾持件，所述夾持件包括分別設置在兩端的寬度相對較大的大耳片以及寬度相對較小的小耳片，所述大耳片與小耳片之間設置有螺栓連接區，所述螺栓連接區在與試驗件背離的一面上自大耳片向小耳片方向設置有若干臺階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區與試驗件接觸的一面為平面，在螺栓連接區任一臺階面上設置有螺栓通孔，所述螺栓連接區自大耳片向小耳片方向由寬變窄平滑過渡，四個所述夾持件依次對接構成夾持四邊形，兩個所述夾持四邊形設置在所述加筋壁板的兩端面周邊，并通過螺栓對接固定，任一四邊形內的夾持件相互對接后，所述夾持件的大耳片的通孔對齊，形成剪切力加載端，所述夾持件的小耳片的通孔對齊，并置有銷軸。
[0006]優選的是，所述大耳片的厚度為螺栓連接區上與大耳片相鄰的臺階面厚度的一半。
[0007]在上述方案中優選的是，所述小耳片的厚度為螺栓連接區上與小耳片相鄰的臺階面厚度的一半。
[0008]在上述方案中優選的是，所述螺栓連接區上與大耳片相鄰的臺階面的厚度為6t，與小耳片相鄰的臺階面厚度為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]在上述方案中優選的是，所述螺栓連接區內臺階面數量為5-20個。
[0010]本實用新型的優點在于:采用變寬度變厚度的加筋壁板剪切試驗夾具，可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問題，根據大量試驗及有限元分析，以及基于材料力學純剪切理論可以看出，采用厚度及寬度階梯變化的夾具結構，其應力通過較小區域的擴散后會逐漸趨于均勻，具有很好的試驗效果。且本實用新型提供的試驗夾具安裝螺栓較少，易于換裝。該夾具的設計，消除了壁板剪切試驗件的偏心，加筋壁板試驗件不會產生附加彎矩，試驗單位不用設計專門的防彎曲夾具。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型加筋壁板剪切試驗夾具的一優選實施例的結構示意圖。
[0012]圖2為圖1所示實施例的加筋壁板剪切試驗夾具另一結構示意圖。
[0013]圖3為圖1所示實施例的加筋壁板剪切試驗夾具安裝示意圖。
[0014]其中，I為大耳片，2為螺栓連接區，3為小耳片。
【具體實施方式】
[0015]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，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。基于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，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
[0016]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”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于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范圍的限制。
[0017]下面通過實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
[0018]本實用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗夾具，采用變寬度變厚度的加筋板剪切試驗夾具可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問題，結構應力通過較小區域的擴散后趨于均勻，具有很好的試驗效果。且試驗夾具安裝螺栓較少，易于換裝。
[0019]本實用新型加筋壁板剪切試驗夾具，主要包括八個夾持件，所述夾持件如圖1及圖2所示，其包括分別設置在兩端的寬度相對較大的大耳片I以及寬度相對較小的小耳片3，所述大耳片I與小耳片3之間設置有螺栓連接區2，所述螺栓連接區2在與試驗件背離的一面上自大耳片I向小耳片3方向設置有若干臺階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區2與試驗件接觸的一面為平面，在螺栓連接區2任一臺階面上設置有螺栓通孔，所述螺栓連接區自大耳片I向小耳片3方向由寬變窄平滑過渡，四個所述夾持件依次對接構成夾持四邊形，如圖3所示，兩個所述夾持四邊形設置在所述加筋壁板的兩端面周邊，并通過螺栓對接固定，任一四邊形內的夾持件相互對接后，所述夾持件的大耳片I的通孔對齊，形成剪切力加載端，所述夾持件的小耳片3的通孔對齊，并置有銷軸。
[0020]可以理解的是，上述試驗件及加筋壁板試驗件。
[0021]本實施例中，共包括兩類規格的夾持件，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，兩類夾持件數量均為4個，在圖3給出的試驗件一端面上的四邊形為由兩個第一類夾持件與兩個第二類夾持件組裝而成的，兩種規格(圖1的夾具A和圖2的夾具B)的夾具不同之處在于兩個耳片的厚度方向，如圖1所示，夾具A的大小耳片的一個面與螺栓連接區2的與試驗件接觸的一個面平齊，而夾具A的大小耳片的另一個面與螺栓連接區2的與試驗件背離的一個面不對齊，其通過倒圓角的形式或通過若各個臺階由耳片向螺栓連接區2過渡。結合圖2，夾具B的大小耳片的一個面與螺栓連接區2的與試驗件背離的一個面平齊，即與螺栓連接區2上有臺階的一個面平齊，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2的臺階面平齊，夾具B的大小耳片的另一個面與螺栓連接區2的與試驗件接觸的一個面不對齊，其通過倒圓角的形式或通過若各個臺階由耳片向螺栓連接區2過渡。
[0022]可以理解的是，通過上述兩類夾具(夾具A與夾具B)可以實行無縫對接，且對接后形成的四邊形其與試驗件接觸的面均是夾持件的光滑的一面。如圖3所示，兩個不同夾具的小耳片3相互對接，如右上角及左下角所示，對接后，耳片的銷孔對齊，并插入銷軸，形成鉸接端，兩個不同夾具的大耳片I相互對接，如左上角及右下角所示，對接后，兩個耳片的銷孔對齊，形成施力端，兩個拉伸力P沿所述四邊形的對角線向遠離試驗件的方向拉伸，從而使得整個夾具對試驗件形成剪切力。
[0023]需要說明的是，本實施例中，螺栓連接區2上的臺階面數量為多個，比如設置有5-20個，可以理解的是，根據大量試驗及有限元分析，以及基于材料力學純剪切理論可以看出，采用厚度及寬度階梯變化的夾具結構，其應力通過較小區域的擴散后會逐漸趨于均勻，由于在臺階面上還需要設置螺孔，以便螺栓通過，因此這里的臺階面數量優選依據整個試驗件尺寸定制，既要保證螺栓正常通過，由要避免臺階數量過少導致剪切力分布不均。
[0024]在圖3給出的示意中，在與其背離的試驗件面上還設置有與該圖示等同的另一四邊形，兩個四邊形的螺栓連接區2通過螺栓對接，從而夾緊試驗件。
[0025]本實施例中，所述大耳片I的厚度為螺栓連接區2上與大耳片I相鄰的臺階面厚度的一半。
[0026]同理，所述小耳片3的厚度為螺栓連接區2上與小耳片3相鄰的臺階面厚度的一半。
[0027]比如，所述螺栓連接區上與大耳片相鄰的臺階面的厚度為6t，與小耳片相鄰的臺階面厚度為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。可以理解的是，當螺栓連接區2的臺階面數量為8個時，則從最厚的臺階面至最薄的臺階面的厚度依次為 6t，5.5t，5t，4.5t，4t，3.5t，3t。
[0028]夾具與試驗件的裝配如圖3所示，首先將夾具耳片通過銷軸裝配，并進行定位，通過試驗件連接區中心線與夾具中心線重合來實現，安裝順序為:先裝夾具A，后安裝夾具B。
[0029]本實施例中，夾具變寬度變厚度的螺栓連接區設計為等腰梯形。夾持件優先選用強度高于試驗件的材料。
[0030]本實用新型的優點在于:采用變寬度變厚度的加筋壁板剪切試驗夾具，可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問題，根據大量試驗及有限元分析，以及基于材料力學純剪切理論可以看出，采用厚度及寬度階梯變化的夾具結構，其應力通過較小區域的擴散后會逐漸趨于均勻，具有很好的試驗效果。且本實用新型提供的試驗夾具安裝螺栓較少，易于換裝。該夾具的設計，消除了壁板剪切試驗件的偏心，加筋壁板試驗件不會產生附加彎矩，試驗單位不用設計專門的防彎曲夾具。
[0031]最后需要指出的是: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。盡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征進行等同替換；而這些修改或者替換，并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范圍。
【主權項】
1.一種加筋壁板剪切試驗夾具，其特征在于:包括八個夾持件，所述夾持件包括分別設置在兩端的寬度相對較大的大耳片(I)以及寬度相對較小的小耳片(3)，所述大耳片(I)與小耳片(3)之間設置有螺栓連接區(2)，所述螺栓連接區(2)在與加筋壁板試驗件背離的一面上自大耳片(I)向小耳片(3)方向設置有若干臺階，并呈階梯性由厚變薄，所述螺栓連接區(2)與所述加筋壁板試驗件接觸的一面為平面，在螺栓連接區(2)任一臺階面上設置有螺栓通孔，所述螺栓連接區(2)自大耳片(I)向小耳片(3)方向由寬變窄平滑過渡，四個所述夾持件依次對接構成夾持四邊形，兩個所述夾持四邊形設置在所述加筋壁板試驗件的兩端面周邊，并通過螺栓對接固定，任一四邊形內的夾持件相互對接后，所述夾持件的大耳片(I)的通孔對齊，形成剪切力加載端，所述夾持件的小耳片(3)的通孔對齊，并置有銷軸。2.如權利要求1所述的加筋壁板剪切試驗夾具，其特征在于:所述大耳片(I)的厚度為螺栓連接區(2)上與大耳片(I)相鄰的臺階面厚度的一半。3.如權利要求2所述的加筋壁板剪切試驗夾具，其特征在于:所述小耳片(3)的厚度為螺栓連接區(2)上與小耳片(3)相鄰的臺階面厚度的一半。4.如權利要求3所述的加筋壁板剪切試驗夾具，其特征在于:所述螺栓連接區(2)上與大耳片(I)相鄰的臺階面的厚度為6t，與小耳片(3)相鄰的臺階面厚度為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.如權利要求1-4中任一項所述的加筋壁板剪切試驗夾具，其特征在于:所述螺栓連接區(2)內臺階面數量為5-20個。
【文檔編號】G01N3/24GK205643004SQ201620442919
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】劉存, 萬亞鋒
【申請人】中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所