CN104440652A - 薄壁结构件拉伸夹具装置 - Google Patents

Abstract

一种薄壁结构件拉伸夹具装置，包括分别设置于薄壁结构件两端的一对夹持组件和相应的紧固组件，每个所述夹持组件包括两个结构相同的夹持压板，每个夹持压板包括供试验机夹持端所夹持的夹持部分和压持薄壁结构件的压持部分，所述压持部分厚度小于所述夹持部分厚度，从而两个夹持压板压合时在其间形成容纳薄壁结构件的夹持空间，所述压持部分开有多个通孔用于插入多个所述紧固组件使薄壁结构件紧固在夹持组件之间。此种夹持和紧固方式，可以将薄壁结构件的两端分别用一个薄壁结构件拉伸夹具装置牢固地夹持并紧固，进而展开各种力学试验，该拉伸夹具适用范围广泛，适用于铆接工艺、激光焊接工艺和搅拌摩擦焊接工艺等连接的薄壁结构件的拉伸测试。

Description

薄壁结构件拉伸夹具装置

技术领域

本发明涉及工件夹持领域，尤其涉及一种薄壁结构件拉伸夹具装置。

背景技术

飞机机身壁板存在大量蒙皮-长桁结构，其中蒙皮为薄壁结构，对该结构的连接，传统上采用铆接技术；90年代初欧洲空客公司对蒙皮-长桁结构进行双侧激光同步焊接，生产效率大幅度提高，机身重量大大减轻，从而生产成本也得到进一步降低；如今搅拌摩擦焊接在航空航天领域中得到广泛开发，这项焊接工艺由于一些高强铝合金在焊接条件下表现出优异的性能而迅猛发展，相比于铆接工艺，机身重量也得到大幅度减轻。

铆接工艺、激光焊接工艺和搅拌摩擦焊工艺对于机身壁板结构的连接起到重要作用，为了试验模拟机身壁板连接后的承载情况，需要使用试验机对机身壁板在主要承载方向上的承载性能进行验证，但是目前还缺乏适合于薄壁结构拉伸夹具的拉伸装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种薄壁结构件拉伸夹具装置以满足大型薄壁结构件整体拉伸、均匀受载的试验要求。

为解决上述技术问题，本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置包括分别设置于薄壁结构件两端的一对夹持组件和相应的紧固组件，每个所述夹持组件包括两个结构相同的上夹持压板、下夹持压板，每个夹持压板包括供试验机夹持端所夹持的夹持部分和压持薄壁结构件的压持部分，所述压持部分的厚度小于所述夹持部分的厚度，从而两个夹持压板压合时在其间形成容纳薄壁结构件的夹持空间，所述压持部分开有多个通孔用于插入多个所述紧固组件使薄壁结构件紧固在夹持组件之间。采用此种夹持和紧固方式，可以将薄壁结构件的两端分别用一个薄壁结构件拉伸夹具装置牢固地夹持并紧固，进而展开各种力学试验，不会发生夹持松动或者紧固不牢的情况。同时本发明具有以下优点：该拉伸夹具适用范围广泛，适用于铆接工艺、激光焊接工艺和搅拌摩擦焊接工艺等连接的薄壁结构件的拉伸测试。

作为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置的改进，所述夹持组件的上夹持压板和下夹持压板与所述薄壁结构件之间还分别设有上垫板和下垫板。由此，该拉伸夹具的普适性强，适用于不同厚度薄壁结构件的拉伸测试，可以通过调整上垫板、下垫板厚度来调节薄壁结构件在夹持系统上的紧固性。通过实际的研究验证，本发明使得薄壁结构件不仅受到螺栓的作用力，还受到上垫板、下垫板的作用力，使得薄壁结构件受力更均匀，解决了薄壁结构件因体积庞大、受力不均易在紧固位置变形断裂的问题。

作为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置的改进，薄壁结构件拉伸夹具装置中的所述通孔至少3排。优选地，所述通孔在每行每列之间的间距相同。由此，可以更好地固定薄壁结构件，防止夹持松动或者紧固不牢的情况。

作为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置的改进，所述上垫板、下垫板和薄壁结构件过盈配合地装配于所述上夹持压板和下夹持压板之间的所述夹持空间内。由此，可以更好地固定薄壁结构件，防止夹持松动或者紧固不牢的情况。

作为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置的改进，所述紧固组件包括成套使用的螺栓、垫圈和螺母。由此，可以使得整个装置的各个组件更为相互配合。

作为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置的改进，所述螺栓的强度级别比薄壁结构件高。由此，可以更好地固定薄壁结构件，防止螺栓断裂的情况。特别地，所述螺栓选用30CrMnSiA材料制成，从而保证螺栓的高强度。

作为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置的改进，所述上夹持压板、下夹持压板的强度级别比薄壁结构件高。由此，可以更好地固定薄壁结构件，防止上夹持压板、下夹持压板发生断裂的情况。特别地，所述上夹持压板、下夹持压板选用45#调质钢制成，从容保证上夹持夹板和下夹持夹板的不易断裂。

附图说明

图1为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置立体图。

图2为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置主视图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本发明的薄壁结构件拉伸夹具装置的下夹持压板立体图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1、图2和图4示出了拉伸夹具装配薄壁结构件的立体图、主视图和下夹持压板的立体图，其装配细节可参见图3所示的主视图局部放大图。薄壁结构拉伸夹具装置，用于将所述薄壁结构件夹持固定在试验机上，包括分别设置于所述薄壁结构件6两端的一对夹持组件100和相应的用于紧固薄壁结构件的紧固组件200，每个夹持组件100包括两个结构相同的上夹持压板11、下夹持压板12和上垫板51、下垫板52，上夹持压板11或下夹持压板12包括供试验机夹持端所夹持的夹持部分和压持薄壁结构件6的压持部分，压持部分的厚度小于所述夹持部分的厚度，从而上夹持压板11和下夹持压板12压合时在其间形成容纳薄壁结构件6的夹持空间。上夹持压板11的压持部分、下夹持压板12的压持部分和上垫板51、下垫板52以及被夹持的薄壁结构件6在对应位置有相对应的3排通孔，每行每列的通孔间距相同。压持部分开有多个通孔，用于插入多个紧固组件200，使薄壁结构件6紧固在夹持组件100之间，紧固组件200由螺栓2、垫圈3和螺母4组成。

薄壁结构拉伸夹具装置的装配过程如下。首先，将下垫板52放置在下夹持压板12上，保证下垫板52和下夹持压板12的通孔对齐；然后，将薄壁结构件6一侧的夹持端放置在该下垫板52上，保证该薄壁结构件6、下垫板52和下夹持压板12的通孔对齐；接着，将上垫板51放置在薄壁结构件6上，保证通孔对齐；再把上夹持压板11放置在上垫板51上，保证通孔对齐；最后将螺栓2从上向下穿过通孔，并将垫圈3和螺母4分别从下往上成组紧固。其中，上夹持压板11和下夹持压板12的夹持部分之间的夹持空间高度小于上垫板51、下垫板52、被夹持的薄壁结构件6的厚度之和，装配为过盈配合。其中，螺栓2、垫圈3和螺母4为成套组件，螺栓2选用30CrMnSiA，强度级别比薄壁结构件6高。夹持压板1选用45#调质钢，强度级别比薄壁结构件6高。薄壁结构件6左右两侧拉伸夹具装配方式一致，由此，一套薄壁结构件拉伸夹具装配完毕，然后可以装夹在试验机上进行试验。

实验发现，从拉伸夹具装配效果来看，上垫板51、下垫板52和薄壁结构件6整体厚度尺寸比上下两侧夹持压板1的夹持空间大1～2mm为宜，此时紧固效果明显，保证了薄壁结构件6未在紧固位置发生较大变形和断裂，且薄壁结构件6的通孔未有较大变形。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种薄壁结构件拉伸夹具装置，用于将所述薄壁结构件夹持固定在试验机上，其特征在于，包括分别设置于所述薄壁结构件(6)两端的一对夹持组件(100)和相应的紧固组件(200)，每个所述夹持组件(100)包括两个结构相同的上夹持压板(11)、下夹持压板(12)，所述上夹持压板(11)或所述下夹持压板(12)包括供所述试验机夹持端所夹持的夹持部分和压持所述薄壁结构件(6)的压持部分，所述压持部分的厚度小于所述夹持部分的厚度，从而所述上夹持压板(11)和所述下夹持压板(12)压合时在其间形成容纳所述薄壁结构件(6)的夹持空间，所述压持部分开有多个通孔，用于插入多个所述紧固组件，使所述薄壁结构件(6)紧固在所述夹持组件(100)之间。

2.根据权利要求1所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述夹持组件(100)的所述上夹持压板(11)和所述下夹持压板(12)与所述薄壁结构件(6)之间还分别设有上垫板(51)和下垫板(52)。

3.根据权利要求1所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述通孔至少3排。

4.根据权利要求3所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述通孔在每行每列之间的间距相同。

5.根据权利要求2所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述上垫板(51)、所述下垫板(52)和所述薄壁结构件(6)过盈配合地装配于所述上夹持压板(11)和所述下夹持压板(12)之间的所述夹持空间内。

6.根据权利要求1所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述紧固组件(200)包括成套使用的螺栓(2)、垫圈(3)和螺母(4)。

7.根据权利要求6所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述螺栓(2)的强度级别比薄壁结构件(6)高。

8.根据权利要求7所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述螺栓(2)选用30CrMnSiA材料制成。

9.根据权利要求1所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述上夹持压板(11)、所述下夹持压板(12)的强度级别比薄壁结构件(6)高。

10.根据权利要求9所述的薄壁结构件拉伸夹具装置，其特征在于，所述上夹持压板(11)、所述下夹持压板(12)选用45调质钢制成。