CN106840866A - 疲劳试验机用承力接头试样夹具 - Google Patents

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Abstract

一种疲劳试验机用承力接头试样夹具，解决了现有夹具无法满足正确地夹持、准确检测多方位的拉伸和疲劳试验等要求的问题。它包括组装在疲劳试验机的上、下连接杆之间的夹装承力接头试样的夹紧机构、角度调节机构和底座，其技术要点是：夹紧机构由四周设置螺栓孔的上、下夹板及紧固件螺栓构成，承力接头试样与上连接杆通过销轴铰接在一起，底座通过下连接杆与疲劳试验机平台组装在一起；角度调节机构由带有曲柄传动机构的箱体，组装在箱体旋转槽内的半圆形蜗轮块构成。其结构设计合理，确保承力接头试样装夹定位准确、装卸方便、夹持稳定，能较真实地模拟构件的连接以及载荷的有效传递和分配，显著提高多方位的拉伸和疲劳试验结果的准确性。

Description

疲劳试验机用承力接头试样夹具
技术领域
本发明涉及一种装夹承力接头试样的专用工具，特别是一种满足装夹试样孔边进行多方位加载实验要求的疲劳试验机用承力接头试样夹具。
背景技术
飞机结构中要使用连接接头来实现不同构件间的连接以及载荷的传递和分配，由于承力接头的紧固件孔边是结构应力集中最严重的地方，而应力集中又是导致结构强度降低和疲劳破坏的重要原因，所以需要对承力接头试样进行多方位加载的力学性能试验。承力接头的整体受力特性和孔边应力分布特征等力学性能，一般要通过疲劳试验机检测。由于在试验过程中，不仅需要利用夹具将承力接头试样正确地夹持固定在疲劳试验机的加载端上连杆及与疲劳试验机平台连接的下连杆之间，而且要通过夹具对承力接头试样夹装进行多方位的拉伸和疲劳试验，才能最终获得承力接头的拉伸强度、弹性模量、延伸率、疲劳特性等力学性能准确有效的检测数据。但是，用于疲劳试验机的装夹用具，到目前为止还没有一种能够满足上述装夹承力接头试样进行多方位的拉伸和疲劳试验要求的理想夹具。因此，亟需研制一种能实现对承力接头试样孔边进行多方位加载的夹具，其不仅要稳定夹持试样，还需具备调节试样承力角度的功能，使之能较真实地模拟构件的连接以及载荷的有效传递和分配。
发明内容
本发明的目的是提供一种疲劳试验机用承力接头试样夹具，解决了现有装夹承力接头试样夹具无法满足正确地夹持、准确检测多方位的拉伸和疲劳试验等要求的问题，其结构设计合理，确保承力接头试样装夹定位准确、装卸方便、夹持稳定，能较真实地模拟构件的连接以及载荷的有效传递和分配，显著提高多方位的拉伸和疲劳试验结果的准确性。
本发明所采用的技术方案是：该疲劳试验机用承力接头试样夹具包括组装在疲劳试验机的上、下连接杆之间的夹装承力接头试样的夹紧机构、角度调节机构和底座，其技术要点是：夹装承力接头试样的所述夹紧机构由四周设置螺栓孔的上、下夹板及紧固件螺栓构成，上、下夹板四周利用紧固件螺栓将放入下夹板定位凹槽内的承力接头试样压紧；固定在疲劳试验机加载端的上连接杆底部的U形槽两侧壁设置销轴孔，承力接头试样立部穿出上夹板的上部设置销轴孔，承力接头试样立部插接在上连接杆底部的U形槽内，通过销轴将承力接头试样与上连接杆铰接在一起；角度调节机构由带有曲柄传动机构的箱体，组装在箱体旋转槽内的半圆形蜗轮块构成，半圆形蜗轮块与下夹板组装在一起，在曲柄传动机构的带动下，半圆形蜗轮块沿带有角度标尺箱体的旋转槽转动；箱体底平面的T形滑台组装在底座的滑轨内，调整箱体沿底座的滑轨方向移动，使承力接头试样上端的销轴孔与上连接杆底部的销轴孔在同一轴线上；底座通过下连接杆与疲劳试验机平台组装在一起。
所述上夹板中心设置有与承力接头试样立部相配合的槽形通孔，在上夹板背面槽形通孔的两侧有连通的导线凹槽，下夹板的上表面中心设置有与承力接头试样底部相配合的定位凹槽。
所述承力接头试样表面贴附有应力传感器，应力传感器的传输线通过上夹板背面的导线凹槽导出，并与电脑控制设备相连通。
所述曲柄传动机构由一对相啮合的直交轴主、从动伞齿轮，组装在主动伞齿轮轴端的曲柄，与从动伞齿轮轴同轴的蜗杆构成，蜗杆与半圆形蜗轮块外周的涡轮齿相啮合，曲柄带动直交轴主、从动伞齿轮驱动蜗杆旋转，蜗杆带动半圆形蜗轮块在箱体的旋转槽内转动，半圆形蜗轮块的转动带动了通过沉头螺栓组装在半圆形蜗轮块上方的固定有承力接头试样的下夹板旋转。
所述角度调节机构的箱体弧形面设置有与半圆形蜗轮块外周旋转滑台相配合的旋转滑槽，箱体侧面带有角度标尺。
本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明由四周设置螺栓孔的上、下夹板及紧固件螺栓构成夹紧机构，通过独特结构的上、下夹板将承力接头试样夹紧，在曲柄传动机构的带动下，使承力接头试样旋转，改变了试样的安装角度，从而改变了试样加力的方向；在底座上横向移动箱体，可用于调节承力接头试样的横向侧移，确保承力接头试样的对中度，所以其结构设计合理，确保承力接头试样装夹定位准确、装卸方便、夹持稳定，能较真实地模拟构件的连接以及载荷的有效传递和分配，显著提高多方位的拉伸和疲劳试验结果的准确性。因蜗杆与蜗轮齿之间的啮合具有自锁性，故确保半圆形蜗轮块在加载过程中角度固定。箱体外侧有角度标尺，以便准确调节承力接头试样角度。因此，本发明解决了现有装夹承力接头试样夹具无法满足正确地夹持、准确检测多方位的拉伸和疲劳试验等要求的问题。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的一种立体结构示意图；
图2是图1中承力接头试样的一种立体结构示意图；
图3是图1中装夹承力接头试样的夹紧机构的平面结构示意图；
图4是图3沿A－A线的剖视图；
图5是图3的侧视图；
图6是图5沿B－B线的剖视图
图7是图1中上夹板背面的一种立体结构示意图；
图8是图1中卸掉角度调节机构箱体的立体结构示意图；
图9是图1中剖开角度调节机构箱体的立体结构示意图；
图10是图9中组装有曲柄传动机构的箱体的立体结构示意图。
图中序号说明：1上连接杆、2销轴、3承力接头试样、4螺栓、5 上夹板、6下夹板、7半圆形蜗轮块、8下连接杆、9箱体、10曲柄、11底座、12蜗杆、13直交轴主、从动伞齿轮、14开槽沉头螺栓。
具体实施方式
根据图1～10详细说明本发明的具体结构。该疲劳试验机用承力接头试样夹具包括组装在疲劳试验机的上、下连接杆1、8之间的夹装承力接头试样3的夹紧机构、角度调节机构和底座11等零部件。其中承力接头试样3由相互垂直的立部和底部（如图3所示）构成。承力接头试样3表面贴附有应力传感器（图中未出），应力传感器的传输线通过上夹板5背面的导线凹槽导出，并与电脑控制设备相连通。
夹装承力接头试样3的夹紧机构由四周设置螺栓孔的上、下夹板5、6及紧固件螺栓4等件构成。上夹板5中心设置有与承力接头试样3立部相配合的槽形通孔，在上夹板5背面槽形通孔的两侧有连通的导线凹槽。下夹板6的上表面中心设置有与承力接头试样3底部相配合的定位凹槽。上、下夹板5、6四周利用螺栓4将放入下夹板6定位凹槽内的承力接头试样3压紧。固定在疲劳试验机加载端的上连接杆1底部的U形槽两侧壁设置销轴孔，承力接头试样3立部穿出上夹板5的上部设置销轴孔。承力接头试样3立部插接在上连接杆1底部的U形槽内，通过销轴2将承力接头试样3与上连接杆1铰接在一起。
角度调节机构由带有曲柄传动机构的箱体9，组装在箱体9旋转槽内的半圆形蜗轮块7等零部件构成。箱体9底平面设置T形滑台，箱体9的弧形面设置有与半圆形蜗轮块7外周旋转滑台相配合的旋转滑槽，箱体9侧面带有角度标尺，以便准确调节试样角度。半圆形蜗轮块7与下夹板6通过沉头螺栓14组装在一起。曲柄传动机构由一对相啮合的直交轴主、从动伞齿轮13，组装在主动伞齿轮轴端的曲柄10，与从动伞齿轮轴同轴的蜗杆12构成，蜗杆12与半圆形蜗轮块7外周的涡轮齿相啮合，曲柄10带动直交轴主、从动伞齿轮13驱动蜗杆12旋转，蜗杆12带动半圆形蜗轮块7在箱体9的旋转槽内转动，半圆形蜗轮块7的转动带动了通过沉头螺栓14组装在半圆形蜗轮块7上方的固定有承力接头试样3的下夹板6旋转。在曲柄传动机构的带动下，半圆形蜗轮块7沿带有角度标尺箱体9的旋转槽转动。改变承力接头试样3的安装角度，从而改变承力接头试样3的加载方向。箱体9底平面的T形滑台组装在底座11的滑轨内，调整箱体9沿底座11的滑轨方向移动，使承力接头试样3上端的销轴孔与上连接杆1底部的销轴孔在同一轴线上，以便于通过销轴2将承力接头试样3与上连接杆1铰接在一起。底座11通过下连接杆8与疲劳试验机平台组装在一起。
试验时，将承力接头试样3放入下夹板6的定位凹槽内，上、下夹板5、6利用分别插接在周边螺栓孔内的紧固件螺栓4，将承力接头试样3压紧。承力接头试样3立部的上端穿出上夹板5的槽形通孔，插接在上连接杆1底部的U形槽内，调整箱体9沿底座11的滑轨方向移动，使承力接头试样3上端的销轴孔与上连接杆1底部的销轴孔在同一轴线上，通过销轴2将承力接头试样3与上连接杆1铰接在一起。试验中需在承力接头试样3表面贴附应力传感器，应力传感器需通过传输线与计算机设备相连，通过上夹板5背面的与槽形通孔两侧连通的导线凹槽，顺利导出应力传感器传输线与电脑设备相连。
摇动曲柄10可通过直交轴主、从动伞齿轮13和蜗杆12的传动来带动半圆形蜗轮块7旋转，从而改变承力接头试样3的安装角度。因蜗杆12的螺旋线升角小于半圆形蜗轮块7蜗轮齿与蜗杆12间接触的当量摩擦角，故蜗杆12传动具有自锁性，因此，确保半圆形蜗轮块7在加载过程中角度固定。曲柄10与主动伞齿轮轴间的安装，采用可拆卸式结构，当角度调节准确后，可将曲柄10取下，以防止在实验过程中发生误操作。
因箱体9底平面T形滑台组装在底座11的滑轨内，故调节承力接头试样3达到设定的角度后，移动箱体9沿底座11的滑轨方向侧移，可使承力接头试样3上端的销轴孔与上连接杆1的销轴孔调在同一轴线上，即可很容易地插入销轴2，将承力接头试样3与上连接杆1铰接在一起。在实验中承力接头试样3受单向拉力，因箱体9不受横向力，故箱体9在调节位置后不会再发生侧移。将下连接杆8旋入底座11下方螺纹孔，通过锁紧螺母锁紧，底座11即可通过下连接杆8与疲劳试验机平台组装在一起。

Claims (5)

1.一种疲劳试验机用承力接头试样夹具，包括组装在疲劳试验机的上、下连接杆之间的夹装承力接头试样的夹紧机构、角度调节机构和底座，其特征在于：夹装承力接头试样的所述夹紧机构由四周设置螺栓孔的上、下夹板及紧固件螺栓构成，上、下夹板四周利用紧固件螺栓将放入下夹板定位凹槽内的承力接头试样压紧；固定在疲劳试验机加载端的上连接杆底部的U形槽两侧壁设置销轴孔，承力接头试样立部穿出上夹板的上部设置销轴孔，承力接头试样立部插接在上连接杆底部的U形槽内，通过销轴将承力接头试样与上连接杆铰接在一起；角度调节机构由带有曲柄传动机构的箱体，组装在箱体旋转槽内的半圆形蜗轮块构成，半圆形蜗轮块与下夹板组装在一起，在曲柄传动机构的带动下，半圆形蜗轮块沿带有角度标尺箱体的旋转槽转动；箱体底平面的T形滑台组装在底座的滑轨内，调整箱体沿底座的滑轨方向移动，使承力接头试样上端的销轴孔与上连接杆底部的销轴孔在同一轴线上；底座通过下连接杆与疲劳试验机平台组装在一起。
2.根据权利要求1所述的疲劳试验机用承力接头试样夹具，其特征在于：所述上夹板中心设置有与承力接头试样立部相配合的槽形通孔，在上夹板背面槽形通孔的两侧有连通的导线凹槽，下夹板的上表面中心设置有与承力接头试样底部相配合的定位凹槽。
3.根据权利要求1所述的疲劳试验机用承力接头试样夹具，其特征在于：所述承力接头试样表面贴附有应力传感器，应力传感器的传输线通过上夹板背面的导线凹槽导出，并与电脑控制设备相连通。
4.根据权利要求1所述的疲劳试验机用承力接头试样夹具，其特征在于：所述曲柄传动机构由一对相啮合的直交轴主、从动伞齿轮，组装在主动伞齿轮轴端的曲柄，与从动伞齿轮轴同轴的蜗杆构成，蜗杆与半圆形蜗轮块外周的涡轮齿相啮合，曲柄带动直交轴主、从动伞齿轮驱动蜗杆旋转，蜗杆带动半圆形蜗轮块在箱体的旋转槽内转动，半圆形蜗轮块的转动带动了通过沉头螺栓组装在半圆形蜗轮块上方的固定有承力接头试样的下夹板旋转。
5.根据权利要求2所述的疲劳试验机用承力接头试样夹具，其特征在于：所述角度调节机构的箱体弧形面设置有与半圆形蜗轮块外周旋转滑台相配合的旋转滑槽，箱体侧面带有角度标尺。
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