[發明專利]一種復合載荷試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110428699.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113138073B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 汪厚冰;陳向明;魏景超;成李南;屈天驕;曹素;李新祥
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N3/02;G01N3/04;G01N3/12;G01N3/24
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張明

本發明公開了一種復合載荷試驗裝置及方法，所述裝置包括剪切載荷施加組件、氣壓載荷施加組件以及試驗件組件，其中：所述剪切載荷施加組件與試驗件組件的四周連接，剪切載荷施加組件用于通過對角拉的方式對試驗件組件施加剪切載荷，并對氣壓載荷施加組件提供支持；所述氣壓載荷施加組件以軟連接的方式與剪切載荷施加組件連接，剪切載荷施加組件對氣壓載荷施加組件提供法向力約束，氣壓載荷施加組件不影響試驗件組件的剪切變形。本發明實現了對加筋壁板的剪切載荷和氣壓載荷復合加載，并克服了兩種載荷在施加過程中的干涉問題，載荷傳遞簡單、清晰、明了，能保證加載的準確性，試驗裝置結構簡單，容易實現，能在結構試驗中廣泛使用。

技術領域

本發明屬于結構試驗加載技術，具體涉及一種用于結構靜力、疲勞試驗中的復合載荷試驗裝置及方法。

背景技術

飛機機身壁板會同時承受剪切和氣壓載荷，為了研究、驗證機身壁板結構的剛度和承載能力，需要進行加筋壁板的剪切和氣壓的復合載荷試驗。目前，加筋壁板的單一剪切載荷試驗通常采用對角拉的試驗方法，加筋壁板的單一氣壓載荷試驗也有現成的試驗方法。

但為了進行加筋壁板的剪切和氣壓載荷試驗，不能將兩種單一載荷試驗方法進行簡單的組合，既要保證兩種載荷能同時施加，也要避免兩種載荷相互干涉，避免為試驗件引入多余的約束，以準確模擬機身壁板在剪切和氣壓載荷下的變形場、應變場和破壞模式。

發明內容

本發明的目的是提供一種復合載荷試驗裝置及方法，能對加筋壁板同時施加剪切載荷和氣壓載荷，并能避免兩種載荷在施加的過程中相互干涉。

為了實現上述任務，本發明采用以下技術方案：

一種復合載荷試驗裝置，包括剪切載荷施加組件、氣壓載荷施加組件以及試驗件組件，其中：

所述剪切載荷施加組件與試驗件組件的四周連接，剪切載荷施加組件用于通過對角拉的方式對試驗件組件施加剪切載荷，并對氣壓載荷施加組件提供支持；所述氣壓載荷施加組件以軟連接的方式與剪切載荷施加組件連接，剪切載荷施加組件對氣壓載荷施加組件提供法向力約束，氣壓載荷施加組件不影響試驗件組件的剪切變形。

進一步地，所述剪切載荷施加組件包括剪切拉板，剪切拉板每兩件作為一組，共設置四組，通過首尾連接的方式共同形成四邊形結構，每一組剪切拉板上均開設有用于固定試驗件組件的螺栓孔；

其中，所述四邊形結構的一組對角處的相鄰組剪切拉板之間通過連接螺栓連接，另一組對角處的相鄰組剪切拉板之間通過軸銷連接；在每一個連接螺栓處各連接一個第一雙耳，兩個第一雙耳夾持于試驗機的夾頭中，通過試驗機施加拉伸載荷，以實現對試驗件組件的剪切加載。

進一步地，所述剪切載荷施加組件中的剪切拉板、氣壓載荷施加組件、試驗件組件三者共同形成一個自平衡系統。

進一步地，所述試驗件組件包括加強片和加筋壁板，其中加強片設置多個，分布于加筋壁板的四周，試驗件組件的四個角處加工為圓角狀缺口；所述加筋壁板為J型、M型、Y型、Z型、工型或平面結構。

進一步地，所述氣壓載荷施加組件包括氣囊以及氣囊盒，其中：

所述氣囊粘貼于試驗件組件的四周，氣囊盒布置于氣囊的外部；所述氣囊盒的一側分布有工字梁，氣囊盒與工字梁均為中心軸對稱結構；

在剪切拉板上分布有第二雙耳，所述工字梁的兩端分別通過連接拉板組件、第二雙耳與試驗件組件連接。

進一步地，所述氣囊盒上固定有進氣筒和出氣筒，進氣筒、出氣筒的一端與氣囊連接，另一端連接充氣設備。

進一步地，構成所述工字梁的兩槽鋼間的間距大于連接拉板組件的厚度，第二雙耳中間的間隙也大于連接拉板組件厚度，用于使連接拉板組件順利安裝并保證剪切載荷加載過程中連接拉板組件有足夠的活動空間。