[發明專利]一種側邊簡支的長桁截止端試驗件構型的測試裝置

有效

• 申請號: 201911188816.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111337340B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 尚海江;李星;溫順達;王杰;黃豪杰
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心;中國商用飛機有限責任公司
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明屬于復合材料力學性能測試領域，涉及一種側邊簡支的長桁截止端試驗件構型的測試裝置，測試裝置包括：試驗件、支持立柱，蒙皮側邊支持夾具，端部支持夾具和肋假件支持夾具；試驗件采用單長桁構型，沿肋站位面對稱，肋站位面處設置假肋，在假肋處截止形成長桁截止端作為試驗考核區，端部通過端部夾具夾持，假肋采用夾塊進行夾持，采用套筒滑軌假肋在加載過程中沿長桁軸向進行移動；蒙皮側邊采用含滾輪的夾持夾具夾持，防止蒙皮側邊發生垂直蒙皮方向的失穩。測試裝置具有結構簡單，使用方便，針對帽型長桁結構可同時實現拉伸和壓縮試驗，蒙皮側邊采用含滾輪的夾持夾具，在蒙皮平面內的兩個方向摩擦力較小，能夠很好地模擬蒙皮側邊的邊界條件。

技術領域

本發明屬于復合材料力學性能測試領域，尤其涉及一種用于長桁截止端力學性能測試的側邊簡支的長桁截止端試驗件構型的測試裝置。

背景技術

目前復合材料加筋壁板結構在飛機結構中得到了廣泛的應用。對于機身、機翼或尾翼等結構，通常采用T型、工型、帽型長桁加筋壁板結構，如圖1所示。長桁和蒙皮之間通常采用共固化、共膠接、二次膠接等成型方式。根據實際結構的功能、連接等方面的要求，長桁不可避免的需要在蒙皮一定位置截止，因此在加筋壁板結構中會出現長桁截止端，如圖2所示。長桁截止端處由于結構構型和剛度的改變會導致該部分出現應力集中，導致長桁截止端出現脫粘或者分層等破壞。

《金屬機翼長桁梢部拉伸試驗研究》(來自《民用飛機設計與研究》2015年03期，作者柯志強)中提到了一種針對金屬長桁端頭的試驗方案。該試驗方案選取單個長桁典型端頭結構設計試驗件，試驗件由長桁和蒙皮組成。試驗件分為三組,試驗件A-1、試驗件A-2和試驗件A-3，對應斜削角度分別為15°、30°和45°，試驗件示意圖如3所示。

因此在結構設計中需要對長桁截止端處進行重點關注，而現有技術存在以下不足之處，即蒙皮側邊支撐夾具沒有和外部結構相連接，對蒙皮側邊支撐結構不足或多長桁試驗件尺寸較大，對加載設備要求較高，疲勞加載效率較低、難度較大，以及針對帽型長桁結構并且對于拉伸和壓縮試驗分別設置不同的夾具，制造成本較高。

發明內容

本發明提供一種側邊簡支的長桁截止端試驗件構型的測試裝置，以解決現有技術的上述以及其他潛在問題中任一問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：一種側邊簡支的長桁截止端試驗件構型的測試裝置：該測試裝置采用單長桁構型的試驗件，沿肋站位面對稱，肋站位面處設置假肋，長桁在假肋處截止形成長桁截止端作為試驗考核區，端部通過端部夾具夾持，假肋采用夾塊進行夾持，假肋夾持夾具基座可沿套筒滑軌在長桁方向進行移動；蒙皮側邊采用含滾輪的夾持夾具夾持，防止蒙皮側邊發生垂直蒙皮方向的失穩。

進一步，所述測試裝置：試驗件、支持立柱，蒙皮側邊支持夾具，端部支持夾具和肋假件支持夾具；

其中，所述試驗件，用于模擬長桁，實現長桁端頭區域的性能考核；

所述蒙皮側邊支持夾具，用于防止蒙皮發生面外失穩；

所述端部支持夾具，用于對長桁端頭區域進行加載；

所述肋假件支持夾具，用于支撐試驗件的假肋，模擬真實結構肋的面外支持；

所述支持立柱，用于安裝固定所述蒙皮側邊支持夾具、肋假件支持夾具和試驗件；

2個第一所述支持立柱對稱設置，4個所述蒙皮側邊支持夾具通過連接桿分別安裝在2個所述第一支持立柱上，其中2個所述蒙皮側邊支持夾具對稱設置在2個所述第一支持立柱的上端，另外2個所述蒙皮側邊支持夾具對稱設置在2個所述第一支持立柱的下端；所述肋假件支持夾具通過所述第二支持立柱設置在4個所述蒙皮側邊支持夾具之間的中心位置，所述試驗件通過4個所述蒙皮側邊支持夾具和所述肋假件支持夾具固定，且所述試驗件上端和下端分別設置所述端部支持夾具。

進一步，所述試驗件包括蒙皮、長桁腹板、假肋和加強墊片；