CN103900913B - 一种考核区域等弯矩施加装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种考核区域等弯矩施加装置，能够让除加载工装安装点附近外，大部分区域不受加载工装的安装影响。本发明的技术方案包括：压力执行机构下端连接滑杆，滑杆穿过导向装置与横梁的中部固定连接；横梁左右两端距离滑杆等距位置分别向下设置左加载臂、右加载臂；左加载臂、右加载臂通过销轴与横梁连接；左加载臂向下通过销轴与左安装夹连接，右加载臂向下通过销轴与右安装夹连接；左安装夹从上下方向固定试验件，右安装夹从上下方向固定试验件；左安装夹外侧设置左支撑，右安装夹外侧设置右支撑；左支撑距左安装夹距离等于右支撑距右安装夹距离。

Description

一种考核区域等弯矩施加装置

技术领域

本发明属于试验技术，涉及一种对考核区域进行等弯矩加载的装置。

背景技术

为在薄壁类试验件的中部进行最大弯矩的加载，常用的试验方法为在试验件的中部单点施加一个垂向载荷。这种方法虽然能在试验件的中部获得最大弯矩，但由于受加载工装安装边界条件的影响，试验在此处所受的载荷具有很大的不确定性，甚至出现最大弯矩并非试验件破坏的真正原因的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题：一种考核区域等弯矩施加装置，能够让除加载工装安装点附近外，大部分区域不受加载工装的安装影响。

本发明的技术方案：一种考核区域等弯矩施加装置，包括：

压力执行机构下端连接滑杆，滑杆穿过导向装置与横梁的中部固定连接；横梁左右两端距离滑杆等距位置分别向下设置左加载臂、右加载臂；左加载臂、右加载臂通过销轴与横梁连接；左加载臂向下通过销轴与左安装夹连接，右加载臂向下通过销轴与右安装夹连接；左安装夹从上下方向固定试验件，右安装夹从上下方向固定试验件；左安装夹外侧设置左支撑，右安装夹外侧设置右支撑；左支撑距左安装夹距离等于右支撑距右安装夹距离。

本发明的有益效果：由于左安装夹和右安装夹之间为一段等弯矩区域，除加载工装安装点附近外，大部分区域不受加载工装的安装影响。因此本发明能够为试验件的考核区域提供无加载工装影响的最大等弯矩值，同时本发明能满足不同的试验载荷和安装边界条件的要求，可应用于疲劳试验、性能试验和耐久性试验。

附图说明

图1是本专利的结构示意图和弯矩分布图。

图2是摇臂滑筒机构示意图（以左支撑为例）。

图3是预紧力施加结构示意图（以左支撑为例）。

图4是离心力施加结构示意图（以左支撑为例）。

图5是加载头实施例图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

参见图1～4，包括压力执行机构1、加载头2、左支撑3、右支撑4、导向装置5和试验件6，加载头2由左安装夹2a、右安装夹2b、左加载臂2c、右加载臂2d、横梁2e和滑杆2f组成。左加载臂2c上端与横梁2e的左端铰连，下端与左安装夹2a铰连；右加载臂2d上端与横梁2e的右端铰连，下端与右安装夹2b铰连；滑杆2f的下端连接于横梁2e的中间，上端穿过导向装置5与压力执行机构相连；试验件6安装于左安装夹2a和右安装夹2b内。左安装夹2a至左支撑3的距离与右安装夹2a至右支撑4的距离相等，左安装夹2a至滑杆2f的距离与右安装夹2a至滑杆2f的距离相等；左加载臂2c和右加载臂2d上、下两端的连接形式为铰接；导向装置5只允许滑杆2f有上下方向的运动，限止其在前后和左右方向的运动；左支撑3和右支撑4的基本功能是为试验件6提供反作用力支持，根据对试验件6的离心力载荷和安装边界条件的不同要求，左支撑3或右支撑4可具有不同的结构形式。

左支撑3或右支撑4可以为滑动支撑结构，此滑动支撑结构为试验件6提供支撑反作用力，同时试验件6能在横向自由滑动，如摇臂滑筒机构。以图2所示左支撑3为例，左支撑3包括滑筒3a、轴3b、支座3c和滑杆接头3d。轴3b固定于滑筒3a上，并与支座3c铰接，滑杆接头3d安装于滑筒3a内,右端与试验件相连。试验件6受载变形后产生横向位移时，滑杆接头3d可在滑筒3a内左右滑动。

或者，左支撑3或右支撑4为预紧力施加结构（压力施加机构），预紧力施加结构不仅为试验件6提供支撑反作用力，同时为试验件6提供静态的安装预紧力（比如上下方向的压力），如滚筒挤压机构。以图3所示左支撑3为例，左支撑3包括上滚筒3e、上滚轴3f、下滚筒3g、下滚轴3h、下支座3i、上调节座3i、调节螺杆3k和锁紧螺母3l。上滚筒3e通过上滚轴3f安装于上调节座3i上，上滚筒3e能自由转动；下滚筒3g通过下滚轴3h安装于下支座3i上，下滚筒3g也能自由转动；调节螺杆3k中部有个凸台，上调节座3i由锁紧螺母3l固定于此凸台的上方；试验件安装于上滚筒3e和下滚筒3g之间，调节螺杆3k与下支座3i之间螺接，通过转动调节螺杆3k可调节，可调上滚筒3e和下滚筒3g之间的距离，从而实现对试验件6施加预紧力的目的。试验件6受载变形后产生横向位移时，试验件6与上滚筒3e和下滚筒3g之间为滚动磨擦。考虑到试验件6的承压能力，也可在试验件上与滚筒的接触区域增加保护块。

或者，左支撑3或右支撑4为拉力施加结构，拉力施加结构不仅为试验件6提供支撑反作用力，同时在试验件6上施加横向的拉力载荷。拉力载荷可以在上述摇臂滑筒机构和滚筒挤压机构的基础上，由执行机构通过钢索施加于试验件6上，也可以用图4所示的摇臂机构实现。图4所示左支撑3包括组合接头3m、销轴3n、支座3o、固定轴3p、摇臂3q、连接接头3r、连接轴3s和执行机构3t。组合接头3m右边与试验件相连，左边通过销轴3n与摇臂3q铰接；摇臂3q的下部通过固定轴3p与支座3o铰接；摇臂3q的上部通过连接轴3s与连接接头3r铰接；连接接头3r与执行机构3t相连。执行机构3t以扛杆的形式为试验件6提供拉力；试验件6受载变形后产生横向位移时，摇臂3q会绕固定轴3p摆振，执行机构3t可以跟随摇臂3q的运动。

本发明的工作原理是：接要求将试验6与左支撑3、右支撑4和加载头2连接好，试验时由执行机构1对试验件6进行弯矩的施加。如果试验6上有离心力的要求，先由离心力执行机构对试验件6进行静态离心力的施加，再进行上下方向弯矩的施加。试验件6受载产生弯曲变形时：在左右方向可在左支撑3和右支撑4内自由滑动；在上下方向，左安装夹2a绕其与左加载臂2c之间的铰支点转动，右安装夹2b也绕其与右加载臂2d之间的铰支点转动，同时带动左加载臂2c和右加载臂2d绕其上端的铰支点转动，而不会在试验件6上产生附加弯矩。

实施例：

实施例1，如图5所示的加载头2左右对称。横梁2e的中间有上下方向的圆孔，两端有上下方向的开槽，在开槽的侧面（即前后方向）有圆孔；左加载臂2c和右加载臂2d的上端用销轴2g固定于横梁2e两端的开槽内，连接形式为铰接；滑杆2f的下端用螺母2h固定于横梁2e中间的圆孔内，滑杆2f的上端与执行机构1连接。导向装置5为滑筒结构，滑杆2f可在导向装置5的滑筒内上下自由滑动。左安装夹2a或右安装夹2b由上夹板2j、下夹板2k和螺栓组2m组成，上夹板2j的前后端有凸出的圆轴2n。试验件6安装于上夹板2j和下夹板2k之间，并由螺栓组2m夹紧;圆轴2n安装于左加载臂2c或右加载臂2d下端的圆孔内，连接形式为铰接。试验时在执行机构的作用下，滑杆2f在导向装置5的滑筒内上下运行，试验件6产生弯曲变形时，左安装夹2a和右安装夹2b可以绕圆轴2n转动，同时带动左加载臂2c和右加载臂2d绕销轴2g转动，而不会在试验件6上产生附加弯矩。

Claims (3)

1.一种考核区域等弯矩施加装置，其特征在于，包括：

压力执行机构下端连接滑杆，滑杆穿过导向装置与横梁的中部固定连接；横梁左右两端距离滑杆等距位置分别向下设置左加载臂、右加载臂；左加载臂、右加载臂通过销轴与横梁连接；左加载臂向下通过销轴与左安装夹连接，右加载臂向下通过销轴与右安装夹连接；左安装夹从上下方向固定试验件，右安装夹从上下方向固定试验件；左安装夹外侧设置左支撑，右安装夹外侧设置右支撑；左支撑距左安装夹距离等于右支撑距右安装夹距离；

在上下方向，左安装夹绕其与左加载臂之间的铰支点转动，右安装夹也绕其与右加载臂(2d)之间的铰支点转动，同时带动左加载臂和右加载臂绕其上端的铰支点转动，而不会在试验件上产生附加弯矩。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，左、右支撑为压力施加机构，对试验件施加上下方向的压力。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，左、右支撑为拉力施加机构，对试验件施加左右方向的拉力。