CN104848797B - 用于测试压缩面板的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测试压缩面板的系统和方法，公开了用于对准测试面板(150)与测试机(102)的对准装置(300)，其可以包含激光测量系统(302)和调整机构(400)。激光测量系统(302)可以包含被耦合到测试夹具(200)和/或测试机(102)的至少一个激光测量设备(304)。激光测量系统(302)可以生成表示测试面板(150)相对于测试机(102)的压板和/或加载轴线(120)的取向的激光测量数据。调整机构(400)可以基于激光测量数据，用使测试面板(150)被移动到与压板和/或加载轴线(120)基本对准的方式调整测试面板(150)相对于压板和/或加载轴线(120)的位置和/或取向。

Description

用于测试压缩面板的系统和方法
技术领域
本发明总体涉及结构测试，并且更特别地涉及对准用于压缩测试的测试面板的系统和方法。
背景技术
承载结构的设计和开发通常包含将被用在这种结构中的组件和材料的结构测试。结构测试提供机械属性数据，例如被测试的组件和材料在不同环境条件下(例如温度和相对湿度)的强度和失效模式。机械属性数据可以被用于结构的设计和分析，以便当在结构的服务环境中操作时，该结构按预期地运行。
压缩测试是一种类型的结构测试，其中压缩测试载荷被施加到测试试样。测试试样可以被提供为矩形形状的测试面板或预先确定尺寸的测试采样片。测试面板可以由复合材料(即加强纤维聚合物基体材料)和/或金属材料形成。测试面板可以被加载到测试机中，以便测试面板的面板下边缘被支撑在测试夹具的基座组装件上，该测试夹具进而可以被支撑在测试机的下压板上。载荷传递界面可以被安装在测试面板的上面板边缘之上。测试机可以包含垂直可移动的载荷压头，该载荷压头位于载荷传递界面之上。载荷压头可以包含上压板，该上压板可以被向下移动以支承接触载荷传递界面，以便压缩的测试载荷可以沿测试面板的纵向(即垂直)方向被轴向地施加到测试面板。
为了测试的准确度，压缩的测试载荷优选地均匀分布横跨上和下面板边缘。但是，测试面板有时可以被提供为稍微不规则的形状，其中测试面板的边缘彼此不垂直，或者其中上和下面板边缘彼此不平行并且导致上面板边缘的一端高于上面板边缘的相对端。结果，上压板可以将压缩的测试载荷初始地施加在上面板边缘的上端，并且测试面板的下端初始可以是不具有载荷的，导致偏心载荷仅于上面板边缘的相对两端中的一端，而不是横跨上面板边缘均匀分布压缩的测试载荷。压缩的测试载荷的非均匀分布可以导致测试面板的过早失效和无效的测试数据。
在常规实践中，测试面板的对准可以通过视觉搜索载荷传递界面和上压板之间的光间隙，使用各种测隙规测量该间隙的宽度，根据该间隙测量值制作填隙片，以及然后将填隙片安装在基座组装件和下压板之间来检验和调整。测试调试可以然后检验间隙，并且定位和测量间隙、制作填隙片和安装填隙片的过程可以用反复测试法的方式被重复，直到载荷传递界面和上压板之间的间隙被基本消除。不幸的是，制作和安装填隙片以及再次检验间隙之后的定位和测量间隙的过程是一个耗时并且劳动密集的过程，该过程显著增加了结构性测试的总体时间和费用。
由此可见，在本领域内存在对用于确定和调整测试板在测试机中的取向并且可避免与定位和测量间隙以及安装和制作填隙片的常规反复测试法过程相关联的时间和费用的系统和方法的需要。
发明内容
与机翼相关联的上述需要被本公开具体地解决，本公开提供了用于对准测试面板与测试机的对准装置。对准装置可以包含激光测量系统和调整机构。激光测量系统可以包含被耦合到测试夹具和/或测试机的至少一个激光测量设备。激光测量系统可以生成表示测试面板相对于测试机的压板和/或加载轴线的取向的激光测量数据。根据激光测量数据，调整机构可以被配置为允许以使测试面板被移动到与压板和/或加载轴线基本对准的方式调整测试面板相对于压板和/或加载轴线的位置和/或取向。
在进一步的实施例中，公开了用于压缩测试系统的对准装置。压缩测试系统可以具有压板以将压缩的测试载荷施加到测试面板。对准装置可以包含被配置为定位在测试面板的面板边缘上的载荷传递界面。此外，对准装置可以包含被置于载荷传递界面的各自的第一和第二末端部分上的第一和第二激光测量设备。第一和第二激光测量设备可以确定指示压板和各自的第一和第二末端部分之间的各自的第一和第二距离的值。对准装置可以进一步包含被置于测试夹具的基座组装件上的调整机构。对准装置可以通过以下方式调整测试面板的取向，即通过以使载荷传递界面与面板边缘对准的方式升高或降低载荷传递界面的第一末端部分和/或第二末端部分，从而使第一和第二距离基本相等。用这种方式，压缩的测试载荷可以横跨测试面板的第一侧边缘均匀地分布。
同样公开了在测试机内对准测试面板以便将压缩的测试载荷施加到测试面板的方法。该方法可以包含在测试机内安装测试面板。该方法可以进一步包含使用耦合到测试夹具和/或测试机的激光测量设备，生成表示测试面板相对于测试机的压板和/或加载轴线的取向的激光测量数据。该方法可以另外包含根据激光测量数据，以使测试面板与压板和/或加载轴线基本对准的方式调整测试面板相对于压板和/或加载轴线的位置和/或取向。有利的是，调整测试面板150的取向的步骤包含调整测试夹具200相对于压板和/或加载轴线120的位置和/或取向，并且调整压板和/或加载轴线120相对于测试机102的方位和/或取向。可替换地，测试面板150包含具有被安装在其上的载荷传递界面202的面板边缘154，并且调整测试面板150的取向的步骤包含用基本对准载荷传递界面202与压板114的方式调整被耦合到测试夹具200的调整机构400以升高和/或降低测试面板150的第一末端部分208和/或第二末端部分210。
有利的是，生成激光测量数据和调整测试面板150的步骤包括生成表示面板边缘154相对于测试机102的压板114的取向的激光测量数据，并且根据激光测量数据调整测试面板150的取向，以便面板边缘154与压板114基本对准。可替换地，生成激光测量数据和调整测试面板150的步骤包括生成表示测试面板150的中心线164相对于加载轴线120的位置和/或取向的激光测量数据，并且根据激光测量数据调整测试面板150的取向，以便中心线164与加载轴线120基本对准。
优选地，生成激光测量数据和调整测试面板150的步骤包括生成表示测试面板150的中性轴线166相对于加载轴线120的位置的激光测量数据，并且根据激光测量数据调整测试面板150的取向，以使加载轴线120经过中性轴线166。有利的是，马达412可操作地耦合到调整机构400，并且生成激光测量数据和调整测试面板150的步骤包括在被通信地耦合到马达412的处理器320处接收激光测量数据，并且使用处理器320命令马达412以移动测试面板150至与压板和/或加载轴线120基本对准的方式调整所述调整机构400。优选地，生成激光测量数据的步骤包括使用激光扫描仪扫描测试面板150和/或测试夹具200的表面几何形状，生成表示表面几何形状的扫描数据，以及根据扫描数据，使用处理器320确定测试面板150相对于压板和/或加载轴线120的位置和/或取向。更优选地，调整测试面板150的位置和/或取向的步骤包含使用处理器320，以移动测试面板150至与压板和/或加载轴线120基本对准的方式命令调整机构400的马达412。更优选地，生成激光测量数据和调整测试面板150的步骤包括根据扫描数据使用处理器320确定测试面板150的中性轴线166的位置，并且使用处理器320命令马达412以移动测试面板150以使加载轴线120经过中性轴线166的方式调整调整机构400，该测试面板150具有被耦合到蒙皮面板158的加强件160。调整机构400可以可替换地包括被配置为调整测试面板150相对于压板和/或加载轴线120的位置和/或取向的垂直调整机构402和/或横向调整机构404。
已经讨论的特征、功能以及优点能够被独立地实现在本公开的各种实施例中，或者可以被合并在其他实施例中。参考之后的描述和以下附图，能够获知进一步的细节。
附图说明
通过参考附图，本公开的这些特征和其他特征将会更加明显，在全部附图中，相同的标号指代相同的部件，并且其中：
图1是包含测试面板的测试系统的主示意图，该测试面板被安装在测试夹具内并且装备有通用测试机以便测试面板的压缩测试；
图2是中心刻有凹口的测试面板的实施例的透视图，该测试面板可以被加载在测试夹具内并且压缩的测试载荷可以通过测试机被施加到其上以确定测试面板的压缩强度；
图3是用于在压缩测试期间支撑测试面板的测试夹具的实施例的透视图；
图4是图2的测试夹具的侧视图；
图5是图2的测试夹具的主视图，并且该图说明了激光测量设备，其被安装在载荷传递界面的相对端上以便被放置为支承接触通用测试机的上压板，用以测试面板的压缩测试；
图6是与测试面板的上面板边缘分开的载荷传递界面的分解透视图；
图7是被安装在上面板边缘上并且显示了激光测量设备的载荷传递界面的透视图，该激光测量设备向上压板发射激射束，以便在载荷传递界面的每个末端处测量载荷传递界面和上压板之间的距离；
图8是被安装在上面板边缘上的载荷传递界面的部分侧视图；
图9是向上压板的压板表面发射激射束以便测量两者之间距离的激光位移传感器的部分侧视图；
图10是被安装在测试夹具的基座组装件上以便调整测试面板相对于压板和/或测试机的加载轴线的取向的调整机构的侧视图；
图11是说明了螺纹杆构件的旋转导致基座组装件相对于测试机的下压板的轴向向上位移的调整机构的侧视图；
图12是说明了基座组装件和下压板之间的填隙片的安装的基座组装件的部分侧视图；
图13是测试系统的实施例的主视图，该测试系统包含数据获取设备和处理器以便从激光测量设备中接收激光测量数据并且生成被传递到一个或多个机动的调整机构的一个或多个命令以便调整测试面板的位置和/或取向；
图14是机动的调整机构的示例的侧视图，该调整机构包含马达和被通信地耦合到处理器以便从处理器中接收命令以用于根据由处理器从激光测量设备中接收的激光测量数据自动地调整测试面板的马达控制器；
图15是包含多个激光扫描仪的测试系统的实施例的主视图，所述激光扫描仪用于扫描测试面板和/或测试夹具的表面几何外形，并且生成被处理器接收的扫描数据以便确定测试面板相对于加载轴线的中性轴线和/或中心线；
图16是具有加强件的弧形测试面板的示意性透视图，并且其中激光扫描仪可以扫描测试面板的表面几何外形以确定测试面板的中性轴线和/或中性线以便对准加载轴线；
图17是沿图15的线17获取并且显示了被安装在测试机的垂直柱上以便扫描测试面板和/或测试夹具的表面几何外形的多个激光扫描仪的测试系统的实施例的俯视示意图；
图18是沿图15的线18获取并且显示了用于调整测试面板和/或测试夹具相对于测试机的位置和/或取向的多个横向调整机构和多个垂直调整机构的测试系统的俯视示意图；
图19是沿着图18的线19获取并且显示了测试面板的中性轴线没有与加载轴线对准的测试面板/测试夹具的侧剖视图；
图20是通过使用横向调整机构调整测试面板的横向位置以使测试面板的中性轴线与测试机的加载轴线对准之后的测试面板/测试夹具的侧剖视图；
图21是沿着图18的线21获取并且显示测试面板的中性轴线以相对于加载轴线的某角度取向的测试面板/测试夹具的侧剖视图；
图22是使用垂直调整机构调整测试面板取向以促使测试面板的中性轴线与加载轴线对准之后的测试面板/测试夹具的侧剖视图；
图23是具有调整机构的测试系统的可替换的实施例的主视图，该调整机构被并入测试机中并且被配置为调整测试机的组件以对准测试面板与加载轴线和/或压板；
图24是沿着图23的线24获取并且说明了横向调整机构的示例被安装到测试机基座并且被配置为移动下压板的测试机的局部视图；
图25是沿着图24的线25获取并且说明了横向调整机构的布置以便调整下压板的方位的测试机的侧剖视图；
图26是使用调整机构调整下压板相对于测试机基座的方位之后的测试机的侧剖视图；以及
图27是具有可被包含在对准测试面板与测试机的方法中的一个或多个操作的流程图。
具体实施方式
现在参考附图，其中所显示的内容用于说明本发明的优选的和不同的实施例的目的，图1中显示的是用于测试面板150的压缩测试的测试系统100的实施例。测试面板150被显示为安装在测试夹具200内，测试夹具200被装备在通用测试机102内。但是，本文公开的系统和方法可以被用于在没有测试夹具200辅助的情况下对测试面板150进行测试。在所显示的实施例中，测试机102可以包含基座104，一个或多个垂直柱108或圆柱可以自基座104向上延伸到联杆器106。
测试机102可以包含被安装到基座104的下压板116。测试夹具200可以被安装到下压板116上。测试机102可以进一步包含被安装到从联杆器106向下延伸的轴110上的载荷压头112。
载荷压头112可以被配置为以恒定载荷压头行进速率向下移动以便沿着测试机102的加载轴线120施加压缩测试载荷122到测试面板150。测试机102可以包含机器控制器(未显示)以便控制测试机102的操作(例如载荷压头112的压头行进速率)。
在图1中，测试机102可以包含被安装到载荷压头112的上压板114。上压板114可以具有压板表面118和至少与测试面板150的上面板边缘154一样宽的宽度。在一些示例中，上压板114可以被耦合到载荷压头112，以便压板表面118被取向为正交于加载轴线120。上压板114可以被固定地耦合到载荷压头112。在一些实施例中，上压板114可以用以下方式可调整地耦合(如，可转动调整)到载荷压头112，即允许压板表面118的取向被相对于加载轴线120调整以便根据如下更详细描述的激光测量数据对准压板表面118与测试面板150和/或测试夹具200的方式。在压缩的测试载荷122的施加期间，压板表面118可以被放置为支承接触载荷传递界面202，载荷传递界面202可以被安装在测试面板150的上面板边缘154上或上方。在一些示例中，测试面板150可以被支撑在测试夹具200内，正如图2中所显示并且在以下所描述的。测试夹具200可以在压缩的测试载荷122的施加期间约束测试面板150抵抗向平面外的偏转。压缩的测试载荷122可以用使测试面板150被单轴线压缩加载直到测试面板150发生失效的方式被施加。
有利的是，本文公开的测试系统100可以包含对准装置300以便在施加压缩的测试载荷122到测试面板150上之前调整测试面板150相对于测试机102的压板和/或加载轴线120的位置和/或取向。例如，对准装置300可以被配置为调整测试面板150相对于上压板114的位置和/或取向。对准装置300可以包含激光测量系统302，激光测量系统302包含可以被耦合到测试夹具200和/或测试机102的一个或多个激光测量设备304。激光测量系统302和/或设备304可以被配置为生成表示测试面板150相对于测试机102的上压板114和/或加载轴线120的取向和/或位置的激光测量数据。例如，激光测量设备304可以被配置为生成表示测试面板150的上面板边缘154相对于测试机102的上压板114的取向的激光测量数据。对准装置300可以进一步包含一个或多个调整机构400，该调整机构400被配置为以使测试面板150被移动到与压板和/或加载轴线120基本对准的方式调整测试面板150相对于压板和/或加载轴线120的位置和/或取向。
在一些示例中，调整机构400可以被安装到测试夹具200的基座组装件240并且可以提供用于调整基座组装件240的一个或多个侧面的垂直高度的装置，以便测试面板150/测试夹具200可以被倾斜，直到测试面板150的中心线164和/或中性轴线166与测试机102的加载轴线120基本对准。调整机构400可以提供根据激光测量系统302生成的激光测量数据调整测试面板150的位置和/或取向的装置。例如，调整机构400可以提供用于对准测试面板150中心线164和/或中性轴线166的位置和/或取向与测试机102加载轴线120的位置和/或取向的装置，这可提高一系列测试面板150的压缩测试的准确度和可重复性。在一个实施例中，调整机构400可以提供用于设置测试面板150的取向的装置，以便面板上边缘与压板表面118基本平行，以使压缩的测试载荷122横跨测试面板150的面板边缘基本均匀地分布，并且进而避免可以导致误差或无效测试结果的对上面板边缘154的一侧的加载。
在图2中，显示了使用本文公开的测试系统100和方法可以被测试的测试面板150的一个实施例。测试面板150可以是具有大体笔直的侧面的大体矩形并且平坦的面板构件，并且可以被提供预定的或者标准的尺寸。例如，在一个实施例中，一系列相似配置的测试面板150可以被提供。每个测试面板150可以分别具有大约20英寸×60英寸的宽度和长度。测试面板150可以包含水平取向的并且位于中心的凹口162，凹口162延伸通过测试面板150的厚度。在一些实施例中，凹口162可以具有大约4英寸的长度和大约0.25英寸的宽度。在其他实施例中，测试面板150可以被提供大约5英寸×大约15英寸的宽度和长度并且可以包含具有大约1英寸的长度和大约0.25英寸的宽度的水平取向的凹口162。但是，测试面板150和/或凹口162可以被提供为任何尺寸。
对于被形成为由增强纤维聚合物基体材料(如，石墨/环氧基树脂、玻璃纤维等等)组成的复合层压板的叠层的测试面板150，尽管测试面板150可以被提供为0.10-0.80英寸范围外的厚度，但是测试面板150可以具有从大约0.10英寸到0.80英寸的厚度。在这方面，测试面板150可以没有限制地被提供为任何的尺寸(如，长度、宽度或厚度)、形状以及配置。例如，测试面板150可以被提供为如下所述的相对于加载轴线120的弧形或弯曲的横截面形状(如，参见图15)。而且，测试面板150可以包含在测试面板150的相对侧表面的一个或两个表面上的加强件160(图15)。测试面板150也可由金属材料形成，或者由复合材料和金属材料的混合物形成。测试面板150也可被形成为具有被夹在一对金属和/或复合面板之间的蜂窝或泡沫状芯体的复合夹层(未显示)。
在测试程序期间，一系列相似配置的测试面板150可以被末端加载压缩的测试载荷122，压缩的测试载荷122可以通过测试机102被施加到上面板边缘154。可以使用以恒定的载荷压头行进速率移动直到测试面板150发生失效的载荷压头112来施加压缩的测试载荷122。在每一个测试面板150上施加压缩的测试载荷122期间，与载荷压头位移相对的压缩力可以被持续地记录。测试面板150内的应变可以被应变计系统(未显示)和/或通过使用光学应变测量系统(未显示)测量，应变计系统可以被预先安装在测试面板150上。测试面板150上不同位置处的应变可以被持续地记录以与压缩力和载荷压头位移的持续记录一致。根据测试面板150的失效点处的压缩的测试载荷122的幅度并且根据测试面板150的横截面面积来计算每个测试面板150的压缩强度。
参考图3，显示了用于支撑大体平坦的、平面测试面板150的测试夹具200的实施例。如上指示的，测试夹具200可以被配置为在压缩的测试载荷122的施加期间抑制面板以抵抗向平面外弯曲、偏转和/或翘曲。测试夹具200可以包含可被安装在测试机102的下压板116上的基本刚性的非柔性的基座组装件240。基座组装件240可以由上基座板242和下基座板244组成，上基座板242和下基座板244通过一系列腹板246互连。测试夹具200可以进一步包含可以被附连到基座组装件240的支撑组装件216。支撑组装件216可以包含一对支撑栅格218，支撑栅格218可以与测试面板150耦合在一起，测试面板150被捕获在各支撑栅格218之间形成的间隙238内。例如，支撑栅格218可以通过测试夹具200的一侧上的一系列铰链230被铰链耦合，并且可以使用测试夹具200的相对侧上的一系列锁232被锁在一起。
每一个支撑栅格218可以包含被定位在一对框架224之间的多个垂直构件222和多个水平构件220。水平和垂直构件220、222可以是十字交叉的以产生多个窗口226，测试面板150可以通过该多个窗口被光学应变测量系统(未显示)查看或成像。测试夹具200可以进一步包含多个可压碎的芯体元件(未显示)，例如被安装在每一个支撑栅格218内部的可压碎的蜂窝夹层芯体。芯体元件可以被定位在测试面板150和支撑栅格218之间以防止由于在测试面板150的失效期间由测试面板150生成的断裂载荷引起的对支撑栅格218或基座组装件240的损伤。基座组装件240可以包含可移除和/或可替换的末端载荷元件236，下面板边缘156可以被支撑在末端载荷元件236上。末端载荷元件236可以保护基座组装件240免于在压缩测试期间磨损。基座组装件240可以包含被安装到基座组装件240并且被配置为在压缩测试期间保持下面板边缘156的抓握夹具234。
在图4中，显示的是具有被安装在其中的测试面板150的测试夹具200的侧视图。测试夹具200可以包含一个或多个侧支撑件228或支架，其耦合支撑栅格218中的一个到基座组装件240并且维持支撑栅格218和测试面板150在相对于基座组装件240基本垂直的取向中。上面板边缘154可以伸出测试夹具200的上部部分之外。载荷传递界面202可以被安装到上面板边缘154以提供与上压板114的接合。一个或多个激光测量设备304可以被安装在载荷传递界面202的相对末端208、210上。每一个激光测量设备304可以被配置为测量载荷传递界面202的末端和上压板114的表面之间的距离。测试夹具200可以包含被置于基座组装件240上的一个或多个调整机构400。如上所指示的，每个调整机构400可以被配置为通过倾斜测试面板150以升高或降低载荷传递界面202的末端部分208、210中的一个或两个来调整测试面板150/测试夹具200的取向。
在图5中，显示了被定位在载荷传递界面202的相应的第一末端部分208和第二末端部分210上的第一激光测量设备304和第二激光测量设备304。在一个实施例中，一个或多个激光测量设备304可以被配置为激光位移传感器306。第一和第二激光测量设备304可以被配置为确定指示压板表面118和相应的第一和第二末端部分208、210之间的相应的第一和第二距离212、214的值。假设载荷传递界面202的上支承表面204平行于上面板边缘154，并且假设载荷传递界面202的第一和第二末端部分208、210中的每一个上的激光测量设备304位于载荷传递界面202的上支承表面204之下相同距离处，则第一和第二距离212、214间的差值可以指示压板表面118相对于载荷传递界面202的上支承表面204的不平行状况。
图5也说明了被置于基座组装件240的相对侧上的一对调整机构400。每一个调整机构400可以被配置为沿着垂直方向418升高或降低测试夹具200的相应侧，进而导致测试夹具200的倾斜。通过倾斜测试夹具200，调整机构400提供了使第一和第二距离212、214基本相等(如，在大约0.002英寸或更小的范围内)的装置，以便载荷传递界面202与压板表面118对准。用这种方式，支承表面204基本平行于压板表面118，以便当压缩的测试载荷122通过上压板114被施加到载荷传递界面202时，上压板114同时接触载荷传递界面202的全部长度而不是仅仅接触载荷传递界面202的一个末端。由于上压板114同时接触载荷传递界面202的整个长度，因此压缩的测试载荷122被横跨上面板边缘154的长度均匀地分布而不是偏心地加载到测试面板150的一侧152。
图6-7显示了载荷传递界面202与伸出测试夹具200的上面板边缘154的互连。激光测量设备304可以被安装在载荷传递界面202的第一和第二末端部分208、210的每一个上。例如，垂直板可以被紧固到载荷传递界面202的末端部分208、210的每一个上。激光测量设备304可以被安装到每一个垂直板。但是，激光测量设备304可以被安装在测试夹具200上的任何位置处，以便测量上压板114和上面板边缘154之间的距离，并且不限于被安装在载荷传递界面202的相对末端部分208、210上。激光测量设备304可以被配置为激光位移传感器306，以便向上压板144的压板表面118发射被传递的射束310。传递的射束310可以从激光位移传感器306以相对于上压板114的压板表面118的微小角度(即，非法向角)被发射。激光位移传感器306可以被配置为感测来自压板表面118的反射射束312。激光位移传感器306可以通过电缆308被耦合到数据获取系统(图13)和/或处理器320(图13)以便处理激光测量数据，如下所述。
图8是被安装在上面板边缘154上的载荷传递界面202的剖视图。载荷传递界面202包含支承表面204，支承表面204被配置为接收上压板114以便施加压缩的测试载荷122到上面板边缘154。载荷传递界面202可以通过夹紧构件206被夹紧到上面板边缘154。夹紧构件206可以包括一对射束部分，该射束部分沿着上面板边缘154的长度方向延伸并且可以通过机械紧固件与被夹在射束部分间的测试面板150夹紧在一起。夹紧构件206可以被配置为维持载荷传递界面202的下表面平行于测试面板150的厚度。同样地，夹紧构件206可以被配置为维持载荷传递界面202的支承表面204平行于上压板114的压板表面118，以便压缩的测试载荷122被横跨上面板边缘154的厚度均匀地施加。
图9是向上压板114的压板表面118发射激光射束以便测量激光位移传感器306与压板表面118之间的距离的激光位移传感器306的剖视图。激光位移传感器306可以包含例如电荷耦合设备的被配置为检测来自上压板114的反射射束312的传感器表面。传感器表面可以根据反射射束312照到传感器表面的位置来确定从激光位移传感器306到压板表面118的距离。尽管本公开将激光测量系统302描述为包含激光位移传感器306，但是激光测量系统302可以包含但不限于能够确定上压板114和在载荷传递界面202的相对末端上的上面板边缘154之间距离的任何类型的非接触式光学传感器。激光测量系统302可以被配置为提供数字指示，以便读出上压板114和载荷传递界面202之间的距离并且优选地具有相对高准确度，例如在0.002英寸或更小英寸内。
图10是被安装在测试夹具200的基座组装件240上的调整机构400的实施例的侧视图。调整机构400可以被配置为调整测试面板150相对于测试机102的压板和/或加载轴线120的取向。在一个实施例中，调整机构400可以被配置为垂直调整机构402，垂直调整机构402被配置作为升高或降低载荷传递界面202的侧面的装置来升高或降低支撑测试面板150的测试夹具200的一侧。用这种方式，载荷传递界面202的支承表面204被移动到关于上压板114的压板表面118基本平行。在一个实施例中，调整机构400可以被提供为可螺纹地耦合到基座组装件240的螺纹杆构件406。例如，螺纹杆构件406可以被配置为延伸通过板或托架410的六角头螺栓或艾伦头螺栓，所述板或托架410被紧固到基座组装件240的下基座板244。螺纹杆构件406可以包含被配置为放置成支承接触下压板116的支承尖端408。图11是通过附接托架410被安装到测试夹具200的基座组装件240的调整机构400的侧视图。螺纹杆构件406相对于托架410的旋转导致了螺纹杆构件406的轴向运动，进而引起基座组装件240相对于测试机102的下压板116的垂直位移。用这种方式，调整机构400可以倾斜测试面板150/测试夹具200，以便上面板边缘154/载荷传递界面202关于上压板114的压板表面118平行地定位。测试面板150的重新取向可以减少或消除载荷传递界面202和上压板114之间的间隙并且进而允许横跨上面板边缘154均匀地分布压缩的测试载荷122，这可避免在上面板边缘154的一个末端上的应力集中。
图12是基座组装件240的侧视图，其显示了在基座组装件240和下压板116之间的填隙片248的安装。在对调整机构400进行调整以将上面板边缘154和/或载荷传递界面202取向为与上压板114的压板表面118对准(如平行)之后，基座组装件240和下压板116之间的间隙238可以用可被制作的一系列填隙片248测量。附加物可以被安装以在测试面板150的压缩的测试载荷122的施加期间维持测试面板150/测试夹具200的取向。有利的是，在一个实施例中，激光位移传感器306可以生成载荷传递界面202的相对末端部分208、210之间的距离的数字读数。显示在激光位移传感器306的数字读数上的值(如距离)之间的差值可以被用于确定将被安装在基座组装件240和测试夹具200的至少一侧上的下压板之间的填隙片248的适当厚度。
图13是测试系统100的一个实施例的主示意图，测试系统100使测试面板150相对于测试机100的自主或半自主调整可行。在所显示的实施例中，测试系统100可以包含被通信地耦合到一个或多个激光测量设备304的数据获取设备318和/或处理器320。数据获取设备318和/或处理器320可以从一个或多个激光测量设备304中接收激光测量数据。激光测量设备304可以被配置为测量每个末端部分208、210(图5)处载荷传递界面202和上压板114之间的距离212、214(图5)，并且确定距离212、214之间的差。如上指示的，距离212、214之间的差可以潜在地表示载荷传递界面202的支承表面204与上压板114的压板表面118的不对准。数据获取设备318可以将激光测量数据传递到处理器320。
在图13中，测试系统100可以包含一个或多个机动的调整机构400，以便调整测试面板150相对于测试机102的压板114、116和/或加载轴线120的位置和/或取向。例如，每一个调整机构400可以包含可以被可操作地耦合到具有支承尖端408的杆构件406的马达412。马达412可以包含马达控制器414，马达控制器414可以被通信地耦合到处理器320并且根据激光测量数据从处理器320接收命令。调整机构400可以被安装，以便支承尖端408接触测试机102或测试夹具200的组件。每个马达412可以用调整支承尖端408的轴向位置的方式操作，作为用于改变将被调整的组件(如，测试机102的测试夹具200，或轴110或压板114、116等等)的横向位置、垂直位置和/或角取向的装置，正如在以下更多细节中所描述的。在一些示例中，杆构件406可以是可被马达412旋转驱动以轴向地移位杆构件406的支承尖端408的螺纹杆构件406，正如在关于图14的以下更多细节中所论述的。
在一些示例中，调整机构400可以被配置为根据处理器320发出的命令调整测试夹具200相对于压板和/或加载轴线120的方位和/或取向。在其他示例中，调整机构400可以从处理器320中接收命令以调整压板114、116和/或加载轴线120相对于测试机102的方位和/或取向。例如，一个或多个调整机构400可以被安装到测试夹具200的基座组装件240，以便响应于从处理器320中接收的基于激光测量数据的命令而自主地调整测试夹具200的倾斜角。
在图13中，一个或多个调整机构400可以被可操作地接合到测试机102的下部部分上的轴110。在一些示例中，一个或多个调整机构400可以位于延伸到测试机基座104内的轴110的一个或多个侧面上。测试机基座104内的调整机构400可以被配置为响应于由处理器320生成的命令而调整轴110的横向位置。正如上所指示的，测试机102的下部部分内的轴110可以支撑下压板116，下压板116反过来可以支撑测试夹具200。在一些实施例中，测试机基座104内的调整机构400可以被配置为调整轴110的角取向。通过使用调整机构400来调整轴110的角取向，下压板116的角取向可以被调整，进而可以引起测试夹具200倾斜，以便上面板边缘154(图9)被移动到与上压板114的压板表面118(图9)基本平行对准。测试机基座104内的调整机构400也可被配置为用以下方式调整轴110的横向方位和/或角取向，即使得测试面板150的中性轴线166和/或垂直中心线164被移动到与测试机102的加载轴线120基本对准的方式。
在一些示例中，一个或多个调整机构400可以位于测试机102的上部部分内。例如，图13说明了可操作地接合到轴110的一对调整机构400，轴110向上延伸到测试机102的联杆器106内。在所显示的实施例中，调整机构400可以位于延伸到联杆器106中的轴110的侧面上。联杆器106内的调整机构400可以被配置为调整轴110的横向方位以便压缩的测试载荷122与测试面板150的中性轴线166和/或垂直中心线164基本对准。在其他示例中，联杆器106内的调整机构400可以被将配置为调整轴110的角取向，以便加载轴线120与测试面板150的中性轴线166和/或垂直中心线164对准。调整机构400也可被配置为调整轴110和被附连到轴110的上压板114的角取向。通过使用调整机构400来调整上压板114的角取向，上压板114的压板表面118(图9)可以被移动到与测试面板150的上面板边缘154基本平行对准。
图14说明了机动的调整机构400的示例的侧示意图。在所显示的实施例中，调整机构400的螺纹杆构件406可以被可操作地耦合到马达412，马达412可以由被通信地耦合到处理器320的马达控制器414控制。处理器320可以命令一个或多个机动的调整机构400以将测试面板150和/或测试夹具200的位置和/或取向调整到与测试机102基本对准。例如，处理器320可以命令马达控制器414操作马达412以旋转螺纹杆构件406，进而引起基座组装件240的一侧相对于下压板116的垂直位移，直到载荷传递界面202被移动到与上压板114基本平行对准。应该注意的是，调整机构400的配置不局限于可螺纹地接合到基座组装件240的可旋转螺纹杆构件406。例如，调整机构400可以包含轴向可移动的杆构件而不是可旋转杆构件。在这方面，调整机构400可以被提供成但不限于能够调整测试面板150和/或测试夹具200的位置和/或取向的任何配置。例如，调整机构400可以被配置为液压致动器、机电致动器或被配置为调整测试夹具200和/或测试面板150相对于测试机102的位置和/或取向的任何其他类型的机构、设备或系统。
也应该注意到，在本文公开的任何实施例中，在测试面板150被对准并且压缩的测试载荷122被初始施加到测试面板150后，一个或多个激光测量设备304可以继续扫描测试面板150和/或测试夹具200，和/或可以继续测量测试机102与测试面板150和/或测试夹具200之间的距离，并且将激光测量数据传递到数据获取设备318。数据获取设备318可以被配置为根据载荷压头行进速率和/或其他测试参数，以预定的频率(例如，每若干秒)对激光测量数据采样，如上所指示的。用这种方式，数据获取设备318可以提供在压缩加载测试面板150的过程期间用于测量和/或记录测试面板150相对于测试机102的位置和/或取向的改变的装置。数据获取设备318可以被配置为在整个压缩加载过程中直到测试面板150失效期间对激光测量数据周期性地或连续地采样。激光测量数据可以与和载荷压头位移相对的压缩力的记录相关，并且与压缩的测试载荷122的施加期间测试面板150中的应变记录相关。
图15是具有多个激光扫描仪314并且包含一个或多个调整机构400的测试系统100的实施例的示意图。测试面板150和/或测试夹具200可以被安装在与图1中说明的和如上所述的测试机102相似的通用测试机102内。测试面板150可以包含上面板边缘154和下面板边缘156。下末端载荷元件236可以被定位在测试面板150的下面板边缘156与测试机102的下压板116之间。在压缩的测试载荷122的施加期间，上末端载荷元件236可以被定位在测试面板150的上面板边缘154与测试机102的上压板114之间。在一个实施例中，一个或多个激光扫描仪314可以被安装到测试机102，例如安装到测试机102的垂直柱108的至少一个上。激光扫描仪314可以被通信地耦合到可被配置为从多个激光扫描仪314中接收扫描数据的数据获取设备318。激光扫描仪314可以被配置为在检验和对准测试面板150与该测试机102的过程期间，通过扫描角316扫描并且扫描测试面板150和/或测试夹具200的表面几何形状。此外，激光扫描仪314可以被配置为在施加压缩的测试载荷122到测试面板150上期间连续地扫描测试面板150和/或测试夹具200以记录测试面板150的位置和/或取向的任何改变。在施加压缩的测试载荷122期间，数据获取设备318可以被配置为以预定的数据采样速率对激光扫描数据采样，同时对来自测试面板的应变数据、压缩的测试载荷数据以及载荷压头行进数据采样。
在图15中，尽管测试夹具200没有被显示，但是测试面板150可以被安装在测试夹具200内，测试夹具200可被配置为在基本垂直取向上支撑测试面板150和/或可被配置为在施加压缩的测试载荷122期间抑制测试面板150以对抗向平面外弯曲、偏转和/或翘曲。测试夹具200可以被配置为使得测试面板150在被安装在测试夹具200内时是不可视的、部分可视的或者完全可视的。测试夹具200内的部分可视或完全可视的测试面板150可以允许光学应变测量系统(未显示)在施加压缩的测试载荷122期间测量并且记录测试面板150中的应变。激光扫描仪314可以被配置为扫描例如测试夹具200和/或测试面板150的表面和边缘的表面几何形状。激光扫描仪314可以被配置为生成表示测试面板150和/或测试夹具200的表面几何形状的扫描数据并且生成表示表面几何形状的扫描数据(如，点云)。
在一个实施例中，处理器320可以被配置为从激光扫描仪314中接收扫描数据并且确定测试面板150和/或测试夹具200相对于测试机102的位置和/或取向。例如，根据测试面板150和测试夹具200之间的已知关系，处理器320可以被配置为确定测试面板150的上面板边缘154、中心线164和/或中性轴线166相对于测试机102的压板和/或加载轴线120的位置和/或取向。在一个实施例中，处理器320可以被配置为生成表示测试面板150和/或测试夹具200相对于测试机102的上压板114和/或加载轴线120未对准的数字数据或值(如，距离值、角度值)。根据处理器320生成的数据(如，值)，调整机构400可以被手工调整，例如通过旋转螺纹杆构件406以升高和/或降低测试面板150和/或测试夹具200的一侧或两侧152，直到测试面板150与上压板114和/或加载轴线120对准。
仍然参考图15，在一些示例中，一个或多个调整机构400可以是机动的并且可以被通信地耦合到处理器320。例如，在非限制性的实施例中，调整机构400可以包含具有马达控制器414的马达412，马达控制器414可以被通信地耦合到处理器320。
马达412可以被可操作地耦合到被安装在上述基座组装件240上的螺纹杆构件406。处理器320可以被配置为生成命令，该命令可被传递到一个或多个调整机构400的马达412或马达控制器414，以便根据激光扫描仪314生成的激光测量数据自动地调整测试面板150相对于测试机102的位置和/或取向。例如，如上指示的，一个或多个激光扫描仪314可以生成表示测试面板150的中心线164和/或中性轴线166的位置和/或取向相对于测试机102的加载轴线120的位置和/或取向的激光测量数据。
处理器320可以根据激光测量数据生成命令，以便用以下方式操作一个或多个调整机构400的马达412，即以使测试面板150的中心线164和/或中性轴线166被移动到与测试机102的加载轴线120基本对准的方式。在一些示例中，处理器320可以自动生成命令并且将该命令传递到一个或多个调整机构400的马达412。在其他示例中，处理器320可以在技术人员人工提示后生成对一个或多个调整机构400的命令。例如，处理器320可以显示指示测试面板150和/或测试夹具200与加载轴线120未对准程度的可视数据或数字数据。技术人员可以然后人工提示处理器320以生成命令并且将命令传递到调整机构400，以便重新取向测试面板150和/或测试夹具200到与加载轴线120对准。在本文所述的任何示例中，处理器320也可被配置为在确定上压板114与载荷传递界面202或者与测试面板150的上面板边缘154未对准或不平行后自动生成命令并且将命令传递到调整机构400。
图16是可以使用对准装置300和本文公开的方法在测试机102中对准的测试面板150的示例的示意图。测试面板150可以包含被形成为弯曲的横截面形状的蒙皮面板158。一个或多个加强件160可以被耦合到蒙皮面板158的至少一个侧表面。蒙皮面板158可以是以层压板堆叠序列布置的多个复合层压板(如，石墨/环氧基树脂、玻璃纤维等等)的叠层。加强件160可以沿着蒙皮面板158的长度在轴向上延伸并且也可由复合材料形成，并且可以被共同固化或共同结合到测试面板150的一个或两个侧表面。但是，如上指示的，蒙皮面板158可以由金属材料构成，或者由金属和复合材料的组合构成。蒙皮面板158可以包含另外的加强或增强结构，例如圆周框架区段(未显示)。不管测试面板150的尺寸、形状或配置，测试面板150均可以被安装在测试机102内，并且激光扫描仪314可以扫描测试面板150的表面几何形状以确定蒙皮面板158(如，中心线164和/或中性轴线166)相对于测试机102的位置和/或取向。处理器320可以根据扫描数据确定测试面板150的中心线164和/或中性轴线166的位置和/或取向。
图17是测试系统100的实施例的俯视示意图，该图显示了被安装在测试机102的垂直柱108上的激光扫描仪314的布置。尽管显示了四(4)个激光扫描仪314，但是任何数量的激光扫描仪314均可以被包含并且可以被安装在测试机102上任何位置处。激光扫描仪314可以可选地被安装在测试机102之外的位置，如地板上，墙壁或者在可以执行压缩测试的位置(如，测试台)处的其他支撑结构。激光扫描仪314可以扫描测试面板150和/或测试夹具200的表面几何形状。扫描数据可以在可以被耦合到激光扫描仪314的数据获取设备318处(图14)和/或处理器320处被接收。在一个实施例中，处理器320可以被配置为使用扫描数据确定测试面板150相对于测试机102的取向。例如，处理器320可以使用扫描数据生成测试面板150的点云并且确定测试面板150的纵向中心线164和/或中性轴线166相对于测试面板150的特征件(例如，测试面板150的侧边缘152或上面板边缘154)的位置和取向。对于具有加强件160的测试面板150，中性轴线166可以偏移蒙皮面板158的中间平面。有利的是，处理器320可以被配置为确定具有加强件160的测试面板150的中性轴线166的位置。
图18是具有多个调整机构400以便调整测试面板150的位置和/或取向的测试系统100的实施例的俯视示意图。在所显示的示例中，调整机构400可以包含多个垂直调整机构402和多个横向调整机构404。每一个调整机构400可以包含螺纹杆构件。横向调整机构404的杆构件406中的每一个可以具有支承尖端408，支承尖端408可以被放置为支承接触测试面板150和/或测试面板150可以被支撑在其上的末端载荷元件236。每一个垂直调整机构402的杆构件406的支承尖端408可以被放置成支承接触测试机基座104。尽管图18说明了四(4)个垂直调整机构402和六(6)个横向调整机构404，但是对准装置300可以包含任何数量的垂直调整机构402和任何数量的横向调整机构404，包含仅单个垂直或横向调整机构402、404。
在一些示例中，横向调整机构404可以用相对于加载轴线120横向地移动或重新定位测试面板150的方式被协作地致动。例如，横向调整机构404可以每个均包含可以从处理器320中接收命令的马达412或马达控制器414。命令可以响应于由处理器320做出的测试面板150与测试机102的加载轴线120未对准的确定而生成。命令可以被传递到马达412或马达控制器414，以便通过相对于下压板116移动末端载荷元件236而沿着横向方向416横向地移位测试面板150，使得测试面板150的中心线164和/或中性轴线166被移动到与测试机102的加载轴线120基本对准。用相似的方式，一个或多个垂直调整机构402可以从处理器320中接收一个或多个命令，以便垂直地调整下压板116的一个或多个侧面相对于测试机基座104的高度，以用作改变测试面板150的取向的装置，使得测试面板150的中心线164和/或中性轴线166被移动到与测试机102的加载轴线120基本对准。
图19是测试面板150/测试夹具200的侧视图，该图显示了测试面板150的中性轴线166偏移测试机102的加载轴线120或与测试机102的加载轴线120未对准。同样显示了被耦合到下压板116的一对横向调整机构404。每一个调整机构400包含可以通过托架410被螺纹地接合到下压板116的螺纹杆构件406。正如上文所指示的，每一个螺纹杆构件406可以具有接触下末端载荷元件236的支承尖端408，下末端载荷元件236支撑测试面板150。每一个横向调整机构404可以被马达412操作，马达412可以被通信地耦合到处理器320(图15)。如上指示的，激光扫描仪314(图15)可以扫描测试面板150的表面和边缘，并且可以将扫描数据传递到数据获取设备318，数据获取设备318进而可将扫描数据传递到处理器320。处理器320可以根据扫描数据确定测试面板150的中性轴线166相对于加载轴线120的位置。
图20是显示了测试面板150的中性轴线166被移动到与测试机102的加载轴线120对准的测试面板150的侧视图。同样显示了被耦合到下压板116的一对横向调整机构404。横向调整机构404的马达412可以根据处理器320的命令而被激活以协作地移动测试面板150。例如，每一个横向调整机构404的马达412可以被配置为旋转水平取向的螺纹杆构件406以横向地移位支撑测试面板150的下末端载荷元件236。在中性轴线166被移动到与测试机102的加载轴线120对准后，相对的螺纹杆构件406的支承尖端408可以仍然接触末端载荷元件以在压缩的测试载荷122的施加期间使测试面板150的横向方位稳定。
图21是显示了测试面板150的中性轴线166以相对于加载轴线120的过大的角度取向的测试面板150/测试夹具200的侧视图。同样显示了被耦合到下压板116的一对垂直调整机构402。一个或多个垂直调整机构402的马达412可以根据处理器320的命令而被激活以协作地倾斜测试面板150。垂直调整机构402的马达412可以旋转垂直取向的螺纹杆构件406以垂直地移位末端载荷元件236的一侧，直到测试面板150的中性轴线166被移动到与测试机102的加载轴线120对准。
图22是在使用垂直调整机构402调整测试面板150取向以促使测试面板150的中性轴线166与加载轴线120对准之后的测试面板150/测试夹具200的侧视图。在对准中性轴线166与加载轴线120之后，填隙片248可以可选地被安装在下压板116与测试机基座104之间的间隙238内，以便在施加到压缩的测试载荷122期间稳定下压板116以抵抗移动。在一些示例中，激光扫描仪314可以在压缩的测试载荷122的施加期间连续地扫描测试面板150的表面几何形状并且可以记录测试面板150相对于测试机102的取向和/或位置的测量值。
图23显示了具有调整机构400的测试系统100的可替换的实施例，调整机构400被配置为调整测试机102的一个或多个组件，以用作将测试面板150与测试机102的加载轴线120和/或上压板114对准的装置。在所显示的实施例中，测试机102可以包含被配置为调整轴110的横向方位和/或角取向的一个或多个调整机构400，上压板114被安装到轴110。例如，一个或多个调整机构400可以被可操作地接合到向上延伸到联杆器106内的轴110。调整机构400可以被与显示在图14中的并且如上所述的调整机构400类似地配置。但是，在本文公开的任何实施例中，调整机构400可以被提供为能够调整测试机102或测试夹具200的任何组件的横向方位、垂直方位和/或角取向的任何配置，并且不局限于图14中显示的调整机构400的布置。
在图23中，调整机构400可以被配置为调整轴110的方位和/或角取向，以便压缩的测试载荷122与测试面板150的中性轴线166和/或垂直中心线164基本对准。测试机102也可以包含一个或多个调整机构400，该一个或多个调整机构400被耦合到测试机基座104并且被配置为用如上所述的方式根据处理器320响应于由激光扫描仪314提供的激光测量数据而生成的命令来定位和/或倾斜下压板116的角取向。
图24显示了被耦合到测试机基座104并且被配置为调整下压板116相对于测试机基座104的横向方位的多个调整机构400的布置的示例。在一个实施例中，每一个调整机构400可以被固定地耦合到测试机基座104并且可以包含延伸通过螺纹孔的螺纹杆构件406，所述螺纹孔被形成在被安装到测试机基座104的安装托架410中。处理器320可以被配置为生成对一个或多个调整机构400的命令，以便调整机构400可以被用协作的方式操作以相对于测试机基座104横向地移位下压板116。在其他实施例中，测试机102可以包含调整机构400，调整机构400被配置为通过用图21-22中显示并且如上所述的方式垂直地移位下压板116的一个或多个侧面来调整下压板116的角取向。
图25是测试机102的侧视图，该图显示了用于调整下压板116的横向方位的横向调整机构400的布置。在所显示的实施例中，每一个调整机构400包含具有支承尖端408的螺纹杆构件406，支承尖端408可以被放置为接触下压板116(例如，下压板116的侧面)。根据在扫描了测试夹具200和/或测试面板150的表面几何外形之后由激光扫描仪314生成的激光测量数据，处理器320可以生成可被传递到调整机构400的马达控制器414(如，图14)的命令。
图26是测试机102的侧剖视图，该图显示了使用调整机构400调整下压板116相对于测试机基座104的横向方位。调整机构400可以被用协作的方式操作，以便测试面板150的中性轴线166和/或垂直中心线164被移动到与测试机102的加载轴线120基本对准。如上指示的，测试系统100可以被配置为使得调整机构400响应于根据来自激光扫描仪314的激光测量数据由处理器320生成的命令而以自主的方式操作。
图27是具有可被包含在对准测试面板150与测试机102的方法中的一个或多个操作的流程图。在一些示例中，方法500可以被实施在将测试面板150安装在测试机102内之后并且在施加压缩的测试载荷122到测试面板150之前。在一些实施例中，下述操作中的一个或多个可以在施加压缩的测试载荷122到测试面板150期间被实施。
图27的方法500的步骤502可以包含将测试面板150安装在测试机102内。在一些示例中，测试面板150可以不使用图13中显示的测试夹具200而被加载在测试机102中。例如，测试面板150的下面板边缘156可以被支撑在下末端载荷元件236上，下末端载荷元件236可以进而被支撑在测试机102的下压板116上。测试面板150的上面板边缘154可以包含上末端载荷元件236以作为与上压板114的界面。在其他示例中，测试面板150可以被支撑在例如图1-5中说明的测试夹具200的测试夹具200内。测试夹具200可以然后被加载到测试机102内，以便测试夹具200的基座组装件240被支撑在测试机102的下压板116上。在测试面板150的对准期间，上压板114可以与载荷传递界面202间隔的关系被定位，载荷传递界面202可以被安装在如图6-9所示的上面板边缘154上。
图27的方法500的步骤504可以包含生成表示测试面板150相对于测试机102的压板和/或加载轴线120的取向的激光测量数据。激光测量数据可以由可包含一个或多个激光测量设备304的激光测量系统302生成。在一些示例中，激光测量设备304可以被耦合到测试夹具200和/或耦合到测试机102。在其他示例中，一个或多个激光测量设备304可以被安装在测试机102之外，例如，被安装在位于测试机102附近的其他结构上。
图27的方法500的步骤506可以包含根据激光测量数据调整测试面板150相对于测试机102的压板和/或加载轴线120的位置和/或取向。测试面板150的位置和/或取向可以被调整为使得测试面板150与压板和/或加载轴线120基本对准。在一些示例中，测试面板150可以包含上面板边缘154，载荷传递界面202可以被安装在该上面板边缘154上。载荷传递界面202可以包含如图5中说明的并且如上所述的第一末端部分208和第二末端部分210。在这些示例中，该方法可以包含调整一个或多个调整机构400以升高和/或降低测试面板150的第一末端部分208和/或第二末端部分210，以便用基本对准载荷传递界面202与压板114的方式倾斜测试面板150。在这方面，该方法可以包含生成表示上面板边缘154相对于测试机102的上压板114的取向的激光测量数据，并且根据激光测量数据，该方法可以包含调整测试面板150的取向，以便上面板边缘154与上压板114基本对准或者被取向为平行于上压板114。
在其他示例中，该方法可以包含生成表示测试面板150的纵向(如，垂直)中心线164相对于加载轴线120的位置和/或取向的激光测量数据。例如，激光测量系统302可以包含可被配置为扫描测试面板150的表面和边缘的多个激光扫描仪314并且根据扫描确定测试面板150的中心线164的位置。对准装置300可以被配置为根据激光测量数据用使中心线164与加载轴线120基本对准的方式调整测试面板150的取向。在本公开中，测试面板150的中心线164可以被限定为位于测试面板150的相对侧面152边缘之间的中间的垂直中心线。
在进一步的实施例中，该方法可以包含生成表示测试面板150的中性轴线166相对于加载轴线120的位置的激光测量数据。例如，具有图15中显示的加强件160的弯曲的测试面板150可以包含可自蒙皮面板158的中间平面偏移的中性轴线166，加强件160被耦合到蒙皮面板158。有利地，该方法可以包含使用激光扫描仪314扫描加强件160和蒙皮面板158的表面几何形状，并且使用扫描数据确定中性轴线166相对于加载轴线120的位置。该方法可以进一步包含处理激光测量数据并且调整测试面板150的位置和/或取向，以便加载轴线120经过如图18中的中性轴线166。如上指示的，对准装置300的一些实施例可以包含具有马达412的机动的调整机构400，马达412可以被通信地耦合到处理器320。在该实施例中，该方法可以包含在处理器320处接收激光测量数据，并且命令调整机构400的马达412移动(如，横向移位、倾斜)测试面板150到与压板和/或加载轴线120基本对准。调整机构400可以用通过调整测试夹具相对于压板114、116和/或加载轴线120的方位和/或取向、通过调整一个或多个压板114、116相对于测试机基座104或联杆器106的方位和/或取向、和/或通过调整加载轴线120相对于测试机102的角取向而调整测试面板150的取向的方式被操作。
如上指示的，该方法可以进一步包含使用一个或多个激光扫描仪314扫描测试面板150和/或测试夹具200的表面几何形状，并且生成可以表示表面几何形状的扫描数据。该方法可以进一步包含在处理器320处接收扫描数据并且根据扫描数据确定测试面板150相对于测试机102的压板和/或加载轴线120的位置和/或取向。在这方面，该方法可以包含命令一个或多个调整机构400的马达412移动测试面板150到与压板和/或加载轴线120基本对准。
对本技术领域的普通技术人员来说，本公开的额外的修改和改进可以是显然的。因此，本文所述和说明的部件的特定组合旨在仅仅表示本公开的某些实施例并且不旨在用作对本公开的精神和范围内的可替换实施例或设备的限制。

Claims (9)

1.一种用于对准测试面板(150)与测试机(102)的对准装置(300)，该对准装置(300)包括：
激光测量系统(302)，其包含至少一个激光测量设备(304)，该激光测量设备(304)被耦合到测试夹具(200)和/或测试机(102)并且被配置为生成表示测试面板(150)相对于所述测试机(102)的上压板(114)和/或加载轴线(120)的取向的激光测量数据；
调整机构(400)，其被配置为根据所述激光测量数据用以下方式调整所述测试面板(150)相对于所述压板和/或所述加载轴线(120)的位置和/或取向，即以使所述测试面板(150)被移动到与所述压板和/或所述加载轴线(120)基本对准的方式，以便压缩的测试载荷(122)横跨所述测试面板(150)的面板边缘基本均匀地分布；以及
载荷传递界面(202)，其被配置为定位在测试面板的面板边缘(154)上；
其中所述激光测量系统包含被置于所述载荷传递界面(202)的相应的第一末端部分(208)和第二末端部分(210)上的第一和第二激光测量设备(304)，所述第一和第二激光测量设备(304)被配置为确定指示所述压板和所述相应的第一末端部分(208)和第二末端部分(210)之间的相应的第一距离(212)和第二距离(214)的值；以及
其中所述调整机构(400)被配置为通过用使所述载荷传递界面(202)与所述面板边缘对准的方式升高或降低所述载荷传递界面(202)的第一末端部分(208)和/或所述第二末端部分(210)以使所述第一距离(212)和第二距离(214)基本相等，从而调整所述测试面板(150)的取向，以便压缩的测试载荷(122)横跨所述测试面板的第一侧边缘均匀地分布。
2.根据权利要求1所述的对准装置(300)，其中：
所述激光测量设备(304)被配置为生成表示所述测试面板(150)的面板边缘相对于所述上压板(114)的取向的激光测量数据。
3.根据权利要求1所述的对准装置(300)，其中：
所述激光测量设备(304)被配置为生成表示所述测试面板(150)的中心线(164)和/或中性轴线(166)相对于所述加载轴线(120)的位置和/或取向的激光测量数据。
4.根据权利要求1所述的对准装置(300)，其进一步包括：
处理器(320)，其被配置为从所述激光测量设备(304)接收所述激光测量数据；
马达(412)，其被可操作地耦合到所述调整机构(400)并且被通信地耦合到所述处理器(320)；以及
所述处理器(320)被配置为根据所述激光测量数据生成命令以便用使所述测试面板(150)被移动到与所述压板和/或所述加载轴线(120)基本对准的方式操作所述调整机构(400)。
5.根据权利要求1所述的对准装置(300)，其进一步包括：
处理器(320)；
所述激光测量设备(304)是被通信地耦合到所述处理器(320)并且被配置为扫描所述测试面板(150)和/或所述测试夹具(200)的表面几何形状并且生成表示所述表面几何形状的扫描数据的激光扫描仪(314)；以及
所述处理器(320)被配置为从所述激光扫描仪(314)接收所述扫描数据并且根据所述扫描数据确定所述测试面板(150)相对于所述压板和/或所述加载轴线(120)的位置和/或取向。
6.根据权利要求5所述的对准装置(300)，其进一步包括：
马达(412)，其被可操作地耦合到所述调整机构(400)并且被通信地耦合到所述处理器(320)；
所述处理器(320)被配置为根据所述扫描数据确定所述测试面板(150)的中性轴线(166)相对于所述加载轴线(120)的所述位置和/或取向；以及
所述处理器(320)被配置为命令所述马达(412)以便用使所述测试面板(150)的所述中性轴线(166)被移动到与所述加载轴线(120)基本对准的方式操作所述调整机构(400)。
7.根据权利要求1所述的对准装置(300)，其中所述调整机构(400)被配置为调整以下项目中的至少一个：
测试夹具(200)相对于所述压板和/或所述加载轴线(120)的方位和/或取向；
所述压板和/或所述加载轴线(120)相对于所述测试机(102)的方位和/或取向。
8.根据权利要求1所述的对准装置(300)，其中：
所述调整机构(400)包含可螺纹地耦合到测试夹具(200)的基座组装件(240)的螺纹杆构件(406)；以及
所述螺纹杆构件(406)具有与下压板(116)接触的支承尖端(408)，所述螺纹杆构件(406)的旋转导致其相对于所述基座组装件(240)的轴向运动，进而引起所述基座组装件(240)的位移。
9.一种对准测试机中的测试面板(150)以便施加压缩的测试载荷(122)到所述测试面板(150)的方法，该方法包括以下步骤：
将测试面板(150)安装在测试机(100)中；
使用被耦合到测试夹具(200)和/或所述测试机(102)的激光测量设备(304)生成表示所述测试面板相对于所述测试机(102)的压板和/或加载轴线(120)的取向的激光测量数据；以及
基于所述激光测量数据，用使所述测试面板(150)与所述压板和/或所述加载轴线(120)基本对准的方式调整所述测试面板(150)相对于所述压板和/或所述加载轴线(120)的位置和/或取向，其中所述测试面板(150)包括面板边缘(154)，所述面板边缘(154)具有安装在其上的载荷传递界面(202)，调整所述测试面板(150)的取向的步骤包括：
调整耦合到所述测试夹具(200)的调整机构(400)以通过用使所述载荷传递界面(202)与上压板(114)基本对准的方式升高和/或降低第一末端部分(208)和/或第二末端部分(210)，所述第一末端部分和第二末端部分是位于所述测试面板的面板边缘上的所述载荷传递界面的末端部分。
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