CN103018102A - 用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具 - Google Patents

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一种用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具，包括：下压板、两个L形立柱和若干对夹头，其中：两个L形立柱的水平面分别固定于下压板上且位于待测曲板的两端部直边处，垂直面上分别沿待测曲板的两端部直边分段固定若干对夹头，使得待测曲板的两端部直边夹持于其两侧夹头的中间。本发明结构简单，L形立柱和夹头的夹持位置可调，适用于多种曲率的曲板测试。

Description

用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具
技术领域
本发明涉及的是一种测试力学性能的辅助装置，具体是一种用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具。
背景技术
柱形曲板作为一种抗弯扭性能较强的薄壁结构，在各工业领域广泛使用。由这类结构失稳引发的安全问题一直是人们关注和研究的课题。为避免对边界条件的模拟，可以采用圆筒来研究柱形曲板的屈曲性能，这种方法虽不需要考虑直边夹具设计，但容易引起试材浪费，尤其是对于昂贵的先进材料；且当试件的曲率半径较大时，试验机可能没有足够的试验空间完成试验。柱形曲板直边的简支边界条件是指试件直边沿径向和环向的平移及绕径向和环向的转动被限制，试件直边只能沿轴向平移及绕轴向转动。目前柱形曲板的轴压稳定性试验中，关于如何实现柱形曲板直边的简支边界条件并没有统一标准，可参考的试验夹具较少且设计复杂，此类试验夹具大多采用类似于槽的设计理念，如V形槽，槽形孔等。但V形槽不能夹持住柱形曲板直边，试验中能否实现正确的简支边界条件有待考量。槽形孔借助槽口卡住柱形曲板直边，而曲板成形中很容易产生翘曲，少量的翘曲会对槽形卡口的安装带来困难。且一般而言曲板的厚度局部不均匀的，也会使局部夹持不符合简支要求。柱形曲板轴压稳定性试验中，需要试件横剖面形心与试验机加载中心重合。由于回弹现象的存在，柱形曲板的曲率半径在成形中很难控制，与设计尺寸存在公差。不恰当的设计不仅容易引起试件与夹具的装配问题，还容易使夹具没有足够的调节余度以完成试件的对中性调节。
经过对现有技术的检索发现，1976年第三期《力学进展》发表的环向加筋圆柱曲板试验，记载了一种夹具，该夹具主要由Z型铸块、V形槽块和螺钉组成，但该技术的V形槽口不能对试件起到夹持作用，能否实现正确的简支边界条件有待考量；1980年第一期《力学与实践》发表的圆柱形曲板内压实验，记载了一种夹具，该夹具主要由圆饼夹头、轴承支座和可调轴承支座组成，但该技术的圆饼夹头不可根据试件的厚度进行调节，且一般而言曲板的厚度是不均匀的，因此这种设计的适用性受到限制。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具，结构简单，适用于多种曲率和厚度的曲板试验中的简支夹持。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：下压板、两个L形立柱和若干对夹头，其中：两个L形立柱的水平面分别固定于下压板上且位于待测曲板的两端部直边处，垂直面上分别沿待测曲板的两端部直边分段固定若干对夹头，使得待测曲板的两端部直边夹持于其两侧夹头的中间。
所述的L形立柱的垂直面上开有若干对第一位置调节孔，各个夹头分别由第一连接件配合第一位置调节孔进行固定。
所述的L形立柱的水平面上开有若干第二位置调节孔，L形立柱由第二连接件配合第二位置调节孔进行固定。
所述的下压板的水平面上开有若干第三位置调节孔，与所述的L形立柱由第二连接件配合第二位置调节孔固定L形立柱。
所述的第一位置调节孔的结构为水平方向的长条形圆孔。
所述的第二位置调节孔的结构为与第一位置调节孔平行的长条形圆孔。
所述的第三位置调节孔的结构为长条形圆孔。
所述的第二位置调节孔的中心线与所述的第三位置调节孔的中心线垂直。
所述的L形立柱的背部设有加强肋。
所述的夹头上开有通孔且由第一连接件穿过该通孔进行固定。
所述的夹头的结构为：固定部为矩形且夹持部为V字形凸出。
所述的第一连接件和第二连接件均为螺栓和螺母配合的紧固件。
有益效果
1、本发明结构简单，易于推广；
2、本发明的L形立柱与夹头连接处的第一位置调节孔设计使夹头间的间距可调节，更好地夹持曲板试件。对于高度近似的试件，L形立柱可重复使用。对于不同的试件，夹头可重复利用；
3、本发明的L形立柱与下压板连接处第二位置调节孔的设计，加大了L形立柱的调节余度，可有效解决曲板成形缺陷带来的装配及对中性调节问题。对于曲板的直边间距近似的试件，下压板可重复利用；
4、本发明的第三位置调节孔的设计加大了L形立柱的安装调节余度，可适用于一定尺寸范围的试验件的夹持；
5、本发明对柱形曲板直边简支边界条件模拟准确：L形立柱限制了试件的环向位移，夹头限制试件的径向位移，曲板与L形立柱及夹头之间的线接触使试件可绕夹持处转动；
6、本发明已成功应用于某大型客机的曲板稳定性试验中，取得良好效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的立体结构图。
图2为本发明实施例1的俯视图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例包括：下压板1、两个L形立柱2和若干对夹头3，其中：两个L形立柱2的水平面分别固定于下压板1上且位于待测曲板4的两端部直边处，垂直面上分别沿待测曲板4的两端部直边分段固定若干对夹头3，使得待测曲板4的两端部直边夹持于其两侧夹头3的中间。
分段固定若干对夹头3可以克服待测曲板4可能存在的制造误差，如翘曲等。
所述的L形立柱2的垂直面上开有若干对第一位置调节孔5，各个夹头3分别由第一连接件6配合第一位置调节孔5进行固定。
所述的L形立柱2的水平面上开有若干第二位置调节孔7，L形立柱2由第二连接件8配合第二位置调节孔7进行固定。L形立柱2的固定位置可以通过第二位置调节孔7进行调节以解决待测曲板4成形缺陷带来的装配及对中性调节问题。
所述的第一位置调节孔5的结构为水平方向的长条形圆孔。各个夹头3的固定位置可以通过移动其在第一位置调节孔5的位置进行调节。
本实施例所述的第二位置调节孔7的结构为：两条中心线相互垂直的长条形圆孔。
所述的L形立柱2的背部设有加强肋9。
所述的夹头3上开有通孔且由第二连接件8穿过该通孔10进行固定。
本实施例所述的夹头3的结构为：固定部为矩形且夹持部为V字形凸出。
所述的夹头3的V字形凸出的头部设有倒圆角。
本实施例所述的第一连接件6和第二连接件8均为螺栓和螺母配合的紧固件。
试验时，下压板1通过沉头孔11固定在试验机的支座上；工作步骤如下：
1、试验前的准备工作：将待测曲板4贴上应变片；
2、安装：将下压板1装在试验机支座上，依据设计在下压板1上标注出待测曲板4的安放位置，将L形立柱2放在大致安装位置并固定，将夹头3装在L形立柱上并固定，待测曲板4就位后，移动L形立柱2使其刚好与待测曲板4接触上，靠紧夹头3以夹持待测曲板4并固定；
3、预测试：根据预试时各测点的应变情况，判断测点的应变差是否在可接受的范围内，如不可接受，则调节L形立柱2、夹头3和待测曲板4的位置，然后重新进行预试；
4、如预试情况较满意则直接进行正式试验。

Claims (8)

1.一种用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具，其特征在于，包括：下压板、两个L形立柱和若干对夹头，其中：两个L形立柱的水平面分别固定于下压板上且位于待测曲板的两端部直边处，垂直面上分别沿待测曲板的两端部直边分段固定若干对夹头，使得待测曲板的两端部直边夹持于其两侧夹头的中间；
所述的L形立柱的垂直面上开有若干对第一位置调节孔，各个夹头分别由第一连接件配合第一位置调节孔进行固定；
所述的L形立柱的水平面上开有若干第二位置调节孔，L形立柱由第二连接件配合第二位置调节孔进行固定。
2.根据权利要求1所述的固定夹具，其特征是，所述的第一位置调节孔的结构为水平方向的长条形圆孔。
3.根据权利要求1所述的固定夹具，其特征是，所述的第二位置调节孔的结构为：两条中心线相互垂直的长条形圆孔，其中心线与下压板上与其配合的长条形圆孔的中心线垂直。
4.根据权利要求1所述的固定夹具，其特征是，所述的夹头上开有通孔且由第二连接件穿过该通孔进行固定。
5.根据权利要求4所述的固定夹具，其特征是，所述的夹头的结构为：固定部为矩形且夹持部为V字形凸出。
6.根据权利要求4所述的固定夹具，其特征是，所述的夹头的结构为圆柱形或椭圆柱形。
7.根据权利要求1所述的固定夹具，其特征是，所述的第一连接件和第二连接件均为螺栓和螺母配合的紧固件。
8.根据权利要求1所述的固定夹具，其特征是，所述的L形立柱的背部设有加强肋。
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