[發明專利]一種測試T型接頭多角度力學行為試驗裝置

在審

• 申請號: 201810427905.5
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108645701A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 齊紅宇;楊際申;王澤宇;趙風龍;李少林
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種試驗裝置，用于T型接頭力學性能測試，包括：試樣、夾持機構、滑塊、固定螺栓、固定螺母、導軌；試驗裝置通過導軌與試驗機連接；夾持機構包括上錐臺、下錐臺、支座、緊固螺栓、緊固螺母、壓緊螺栓，通過上下錐臺給T接頭試樣兩側底板施加預緊力，從而完成夾持動作，通過設計不同錐度的錐臺可以控制T型接頭的夾持角度，從而控制試驗過程中T型接頭的加載方向；緊固螺柱用于連接支座、上錐臺和下錐臺，以及連接夾持機構與滑塊；通過控制固定螺栓和固定螺母的位置來控制滑塊在導軌上的位置。上述試驗裝置可以適應不同長度和高度的T型接頭試樣，降低了切割T型接頭時對粗糙度的要求，同時可以完成多角度加載的力學試驗，通用性強。

技術領域

本發明涉及航空航天結構可靠性領域，是一種針對典型工程結構連接形式T型接頭多角度力學行為的試驗裝置。

背景技術

隨著科學技術的發展，航空航天等軍工領域對結構件的可靠性和安全性提出了更高要求。由于復合材料整體結構具有機械連接少、結構重量輕、裝備成本低、結構壽命長等優點，已經大量用在國內外在役先進飛機上。復合材料T型接頭作為典型的基本結構形式，已被越來越廣泛地應用于飛機機身艙段、機翼翼盒、尾翼、發動機進氣道、火箭外殼等航空航天飛行器部件中，主要用于結構件內部相互垂直各面間載荷的傳遞，在為此類關鍵部件提供足夠強度和剛度的同時，減少了部件的整體制造成本及裝配成本并極大減輕了其重量。

然而，由于T型接頭包含垂直連接板、底板、填料區等結構部位，且由于制造此類接頭的復合材料內部結構(機織、編織、針織等)和組分(增強體：碳纖維、玻璃纖維等，基體：熱固性、熱塑性等)的多樣性和復雜性，其在承載和傳載的過程中往往成為整體結構件最難以評估、最薄弱的部位，其受載時擁有復雜的損傷萌生擴展等力學行為，其失效極易導致結構的整體破壞。因此，近年來，復合材料T型接頭力學性能評估問題得到國內外研究人員越來越廣泛的關注，并已進行大量試驗研究，然而此類研究一般僅針對T型接頭垂向拉伸、壓縮、側向彎曲等性能進行試驗和觀測，忽視了T型接頭在服役期間承受多個方向載荷時的承載情況。公開文獻中尚未有裝置可用于不同加載角度情況下復合材料T型接頭力學性能(如拉伸、壓縮及相應的疲勞、蠕變試驗)的測試裝置。

為研究復合材料T型接頭在多向受載期間損傷失效機理及相關力學行為，對復合材料整體結構優化設計提供指導，需要設計一套測試T型接頭復雜受載下力學性能的試驗裝置。

發明內容

本發明涉及航空航天結構可靠性領域，是一種針對典型工程結構連接形式T型接頭力學性能試驗的試驗裝置。該裝置能夠實現對T型接頭力學性能的測試，該裝置可用于不同結構尺寸、不同加載角度的T型接頭力學性能測試，從而達到探索T型接頭力學性能以及結構的損傷和失效模式的目的。

本發明提供的一種測試T型接頭力學性能試驗的試驗裝置，包括試樣(1)、夾持機構(2)、滑塊(3)、固定螺栓(4)、導軌(5)、固定螺母(6)；夾持機構(2)包括：上錐臺(7)、下錐臺(8)、支座(9)、壓緊螺栓(10)、緊固螺栓(11)、緊固螺母(12)。

通過上下錐臺給T接頭試樣兩側底板之間施加預緊力，從而完成夾持動作，通過設計不同錐度的錐臺夾具可以控制T型接頭的夾持角度，從而控制試驗過程中T型接頭的加載方向；緊固螺栓用于連接支座與錐臺夾具，以及連接夾持機構與滑塊；通過控制固定螺栓和固定螺母的位置來控制滑塊在導軌上的位置。

附圖說明

圖1為本發明的試驗裝置整體結構示意圖；

圖2為本發明的試驗裝置導軌結構示意圖；

圖3為本發明的夾持機構結構示意圖；

圖4為本發明的錐臺示意圖；

圖5為本發明的T型接頭試樣示意圖。

圖中：