CN106096092A - 一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法，包括步骤一：计算长桁试验接头各部段剖面的形心坐标；步骤二：将步骤一得到的剖面的形心坐标按预定拟合方法进行拟合，得到一条直线；步骤三：计算步骤二所得的直线与垫板所在平面的夹角即为夹持端转接板的夹持角度。本发明的一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法通过对长桁对接试验进行优化设计，对夹持端转接板的偏转角度进行了计算，实现了长桁对接试验件上长桁受载均匀，直接消除加载的偏心，避免了过渡区在试验中提前破坏，同时减少了试验件的连接件数量和机械加工量，该设计方法可以用于各种长桁对接接头强度试验，易于实施，具有通用性。

Description

一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法
技术领域
本发明属于飞机结构设计领域，尤其涉及一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法。
背景技术
长桁对接是飞机机身关键连接部位，其疲劳性能优劣直接关系到机身结构的疲劳寿命。现有的疲劳试验中长桁对接试验件一般采用长桁、长桁接头和夹持段的连接形式，试验证明这种设计的夹持段和长桁连接过于复杂，钉孔较多，试验件容易从夹持段钉孔处断开，增加试验的不稳定性；同时在载荷传递过程中，载荷的轴线和长桁的形心存在偏心，这种加载偏心需要在夹具设计中进行调整消除，如果试验夹具调整不合适，很且容易导致试验件端部在试验中提前破坏，影响试验的进度，增加试验成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法，解决目前设计的长桁结构复杂、容易断裂、影响试验进度等问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法，包括
步骤一：计算长桁试验接头各部段剖面的形心坐标；
步骤二：将步骤一得到的剖面的形心坐标按预定拟合方法进行拟合，得到一条直线；
步骤三：计算步骤二所得的直线与垫板所在平面的夹角即为夹持端板的夹持角度。
进一步地，步骤一所述长桁试验接头的各部位截面为：接头和垫板连接剖面A、接头和长桁连接剖面B、单长桁剖面C和垫板剖面D。
进一步地，步骤二所述预定拟合方法为最小二乘法。
本发明还提供了一种长桁对接接头试验夹持端，其特征在于，包括权利要求1-3所述的长桁对接接头试验夹持端的设计方法所设计得出的长桁对接接头。
本发明的一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法通过对长桁对接试验进行优化设计，对夹持端转接板的偏转角度进行了计算，实现了长桁对接试验件上长桁受载均匀，直接消除加载的偏心，避免了过渡区在试验中提前破坏，同时减少了试验件的连接件数量和机械加工量，该设计方法可以用于各种长桁对接接头强度试验，易于实施，具有通用性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明一实施例的长桁对接试验接头示意图；
图2为本发明一实施例的形心包线与拟合曲线示意图；
图3为本发明一实施例的夹持端转接板端面示意图。
其中,1-长桁，2-长桁接头，3-垫板，4-夹持端转接板。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例型的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示为本发明的长桁对接接头试验夹持端结构示意图，两个长桁1之间放置垫板3并通过长桁接头2进行连接，在长桁的两端分别有夹持端转接板4，由于夹持端转接板4与水平线之间的夹角对试验件考核段的变形有较大影响，为防止考核段变形较大，消除加载偏心，保证试验件各部段形心在同一高度上，因此，对试验件的形心进行计算，其计算方法如下：
步骤一：计算长桁试验接头各部段剖面的形心坐标；
将整个试验件分为四个部段：长桁接头2和垫板3连接剖面A、长桁接头2和长桁1连接剖面B、长桁1剖面C、弯曲变形最大剖面D。
找出各个部段剖面形心坐标，本实施例中如下所示：
(Ax，Ay)＝(31.47，5.59)
(Bx，By)＝(6.45，10.82)
(Cx，Cy)＝(5.14，11.07)
(Dx，Dy)＝(30.00，2.50)
步骤二：将步骤一得到的剖面的形心坐标按预定拟合方法进行拟合，得到一条直线，如图2所示为形心包线与拟合曲线示意图；
步骤三：计算步骤二所得的直线与垫板所在平面的夹角即为夹持端板的夹持角度；
绘制过这四点的形心曲线，并采用最小二乘法拟合这四个点的直线方程可以得到：Y＝12.47524-0.27253X，如图2所示。该直线与X轴夹角为15°，即夹持端转接板板与水平线之间的夹角，根据需要本实施例中夹持端的厚度选取的是5mm，其夹持端转接板端面见图3所示。
本发明的长桁对接接头试验夹持端的设计方法通过对长桁对接试验进行优化设计，对夹持端转接板的偏转角度进行了计算，实现了长桁对接试验件上长桁受载均匀，直接消除加载的偏心，避免了过渡区在试验中提前破坏，同时减少了试验件的连接件数量和机械加工量，该设计可以用于各种长桁对接接头强度试验，易于实施，具有通用性。
以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种长桁对接接头试验夹持端的设计方法，其特征在于，包括
步骤一：计算长桁试验接头各部段剖面的形心坐标；
步骤二：将步骤一得到的剖面的形心坐标按预定拟合方法进行拟合，得到一条直线；
步骤三：计算步骤二所得的直线与垫板所在平面的夹角即为夹持端转接板的夹持角度。
2.根据权利要求1所述的长桁对接接头试验夹持端的设计方法，其特征在于，步骤一所述长桁试验接头的各部位截面为：接头和垫板连接剖面A、接头和长桁连接剖面B、单长桁剖面C和垫板剖面D。
3.根据权利要求1所述的长桁对接接头试验夹持端的设计方法，其特征在于，步骤二所述预定拟合方法为最小二乘法。
4.一种长桁对接接头试验夹持端，其特征在于，包括权利要求1-3所述的长桁对接接头试验夹持端的设计方法所设计得出的长桁对接接头。
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