CN107966359A - 一种测试梁腹板失稳载荷的夹具与安装方法 - Google Patents
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Abstract
一种测试梁腹板失稳载荷的夹具及其安装方法，夹具包括底座，端头，底座侧顶部连接板，底座侧顶部垫片，底座腹板连接板，底座腹板垫片，底座缘条连接板，底座缘条垫片，端头腹板连接板，端头腹板垫片，梯形过渡段。本发明实现了多种形式梁腹板的剪切稳定性的测试，为梁腹板的结构选型及结构优化提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种梁腹板剪切稳定性结构选型试验技术。
背景技术
虽然复合材料结构稳定性分析理论取得了很大的进步,有限元软件对于稳定性问题的分析能力越来越强大，在以试验研究为基础的经验公式越来越成熟，但是都是在一定的范围内使用；而且在有限元软件的平台上进行稳定性分析，要对结构进行必要的简化，这样会对分析结果带来一定的误差，因此，对于重要的构件和新型结构仍然需要进行试验验证和研究。
梁腹板是由于在剪切载荷作用下发生平面外失稳进而失去继续承载的能力，因此要实现梁腹板失稳载荷测试的目的需要设计合理的夹具保证实验结果的可靠性以便指导工程实践。以往该类夹具设计采用的缘条连接板基本都是等截面从而导致缘条约束过强，这与结构件的真实工况有差别，因此需要一种与实际工况最接近的测试夹具。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的缺陷，提出一种测试梁腹板失稳载荷的夹具，通过调节各个垫片的厚度实现对不同结构形式的梁腹板试验件进行剪切加载试验。
本发明的技术解决方案是：一种测试梁腹板失稳载荷的夹具，包括：底座、端头、底座侧顶部连接板、底座腹板连接板、端头腹板连接板、底座缘条连接板和梯形过渡段；
梁腹板试验件安装在底座的前端，梁腹板试验件的腹面后端通过底座腹板连接板与底座的腹面前端连接，其中，底座用于将梁腹板试验件与反力架进行连接；
端头安装在梁腹板试验件的前端，梁腹板试验件的腹面前端通过端头腹板连接板与梁腹板试验件的腹面连接，端头的下侧与梯形过渡段连接，其中，梯形过渡段用于与负载连接；
端头、梁腹板试验件和底座的内侧面通过底座缘条连接板依次连接，端头、梁腹板试验件和底座的外侧面通过底座侧顶部连接板依次连接。
根据本发明的实施例，底座腹板连接板的数量为2个，底座腹板连接板、梁腹板试验件的腹面后端和底座的腹面前端均设置有多个光孔，用于将梁腹板试验件的左右两个腹面的后端通过底座腹板连接板与底座的左右两个腹面的前端进行螺栓连接。
根据本发明的实施例，还包括2个底座腹板垫片，分别设置在2个底座腹板连接板与梁腹板试验件和底座的左右两个腹面之间。
根据本发明的实施例，端头腹板连接板的数量为2个，端头腹板连接板、梁腹板试验件的腹面前端和端头的腹面均设置有多个光孔，用于将梁腹板试验件的左右两个腹面的前端通过端头腹板连接板与端头的左右两个腹面的进行螺栓连接。
根据本发明的实施例，还包括2个端头腹板垫片，分别设置在2个端头腹板连接板与梁腹板试验件和端头的左右两个腹面之间。
根据本发明的实施例，底座侧顶部连接板的数量为2个，底座侧顶部连接板、梁腹板试验件的上下两个侧面、端头的上下两个侧面和底座的上下两个侧面均设置有多个光孔，用于将端头、梁腹板试验件和底座的上下两个外侧面通过底座侧顶部连接板依次进行螺栓连接。
根据本发明的实施例，还包括2个底座侧顶部垫片，分别设置在2个底座侧顶部连接板与梁腹板试验件的上下两个外侧面之间。
根据本发明的实施例，底座缘条连接板的数量为4个，底座缘条连接板、梁腹板试验件的上下两个侧面、端头的上下两个侧面和底座的上下两个侧面均设置有多个光孔，用于将端头、梁腹板试验件和底座的上下4个内侧面通过底座缘条连接板依次进行螺栓连接。
根据本发明的实施例，还包括4个底座缘条垫片，分别设置在4个底座缘条连接板与梁腹板试验件的上下4个内侧面之间。
一种测试梁腹板失稳载荷的夹具的安装方法，包括以下步骤：
S1、将底座与反力架进行螺栓连接，并将2个底座侧顶部连接板用螺栓连接到底座上；
S2、将梁腹板试验件放置在2个底座侧顶部连接板之间，将2个底座侧顶部垫片放置在底座侧顶部连接板与梁腹板试验件的上下两个外侧面之间，将4个底座缘条连接板放置在端头、梁腹板试验件和底座的上下4个内侧面，将4个底座缘条垫片放置在底座缘条连接板与梁腹板试验件的上下4个内侧面之间，并用螺栓将梁腹板试验件、底座侧顶部连接板、底座侧顶部垫片、底座缘条连接板和底座缘条垫片进行连接；
S3、用2个底座腹板连接板和2个底座腹板垫片将梁腹板试验件和底座的左右两个腹面进行螺栓连接；
S4、用2个端头腹板连接板和2个端头腹板垫片将梁腹板试验件和端头的左右两个腹面进行螺栓连接；
S5、将端头的上侧面和底座侧顶部连接板的前端进行螺栓连接，并将端头的下侧面、底座侧顶部连接板和梯形过渡段进行螺栓连接。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)根据被测梁腹板试验件选择合适尺寸的底座侧顶部垫片、底座缘条垫片底座腹板垫片和端头腹板垫片，可完成对不同尺寸的梁腹板试验件剪切加载实验。
(2)本发明的测试梁腹板失稳载荷的夹具对梁腹板试验件的约束与实际工况接近有利于结合相应的力学测试方法及理论完成对梁腹板的力学性能的研究。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的测试梁腹板失稳载荷的夹具的示意图；
图2是根据本发明的实施例的底座的示意图；
图3是根据本发明的实施例的端头的示意图；
图4是根据本发明的实施例的底座侧顶部连接板示意图；
图5是根据本发明的实施例的底座侧顶部垫片示意图；
图6是底座腹板连接板示意图；
图7是根据本发明的实施例的底座腹板垫片示意图；
图8是根据本发明的实施例的底座缘条连接板示意图；
图9是根据本发明的实施例的底座缘条垫片示意图；
图10是根据本发明的实施例的端头腹板连接板示意图；
图11是根据本发明的实施例的端头腹板垫片示意图；
图12是根据本发明的实施例的梯形过渡段示意图；
图13是根据本发明的实施例的梁腹板试验件。
具体实施方式
以下结合附图，详细描述本发明的实施例。
如图1所示，测试梁腹板失稳载荷的夹具包括底座1、端头2、底座侧顶部连接板3、底座腹板连接板4、端头腹板连接板5、底座缘条连接板6和梯形过渡段7。底座1的示意图如图2所示，端头2的示意图如图3所示，底座侧顶部连接板3的示意图如图4所示，底座腹板连接板4的示意图如图6所示，端头腹板连接板5的示意图如图10所示，底座缘条连接板6的示意图如图8所示，梯形过渡段7的示意图如图12所示。
梁腹板试验件8的示意图如图13所示。梁腹板试验件8安装在底座1的前端，梁腹板试验件8的腹面后端通过底座腹板连接板4与底座1的腹面前端连接，其中，底座1用于将梁腹板试验件8与反力架进行连接。底座腹板连接板4的数量为2个，底座腹板连接板4、梁腹板试验件8的腹面后端和底座1的腹面前端均设置有多个光孔，用于将梁腹板试验件8的左右两个腹面的后端通过底座腹板连接板4与底座1的左右两个腹面的前端进行螺栓连接。在2个底座腹板连接板4与梁腹板试验件8和底座1的左右两个腹面之间分别设置有底座腹板垫片9，底座腹板垫片9的示意图如图7所示。
端头2安装在梁腹板试验件8的前端，梁腹板试验件8的腹面前端通过端头腹板连接板5与梁腹板试验件8的腹面连接，端头2的下侧与梯形过渡段7连接，其中，梯形过渡段7用于与负载连接，梯形过渡段7与端头2和负载均为螺栓连接，负载可以是加载装置，可用于提供可变的负载，以进行剪切加载试验。端头腹板连接板5的数量为2个，端头腹板连接板5、梁腹板试验件8的腹面前端和端头2的腹面均设置有多个光孔，用于将梁腹板试验件8的左右两个腹面的前端通过端头腹板连接板5与端头2的左右两个腹面的进行螺栓连接。在2个端头腹板连接板5与梁腹板试验件8和端头2的左右两个腹面之间分别设置有端头腹板垫片10，端头腹板垫片10的示意图如图11所示。
端头2、梁腹板试验件8和底座1的外侧面通过底座侧顶部连接板3依次连接。底座侧顶部连接板3的数量为2个，底座侧顶部连接板3、梁腹板试验件8的上下两个侧面、端头2的上下两个侧面和底座1的上下两个侧面均设置有多个光孔，用于将端头2、梁腹板试验件8和底座1的上下两个外侧面通过底座侧顶部连接板3依次进行螺栓连接。在2个底座侧顶部连接板3与梁腹板试验件8的上下两个外侧面之间分别设置有底座侧顶部垫片11，底座侧顶部垫片11的示意图如图5所示。
端头2、梁腹板试验件8和底座1的内侧面通过底座缘条连接板6依次连接。底座缘条连接板6的数量为4个，底座缘条连接板6、梁腹板试验件8的上下两个侧面、端头2的上下两个侧面和底座1的上下两个侧面均设置有多个光孔，用于将端头2、梁腹板试验件8和底座1的上下4个内侧面通过底座缘条连接板6依次进行螺栓连接。在4个底座缘条连接板6与梁腹板试验件8的上下4个内侧面之间分别设置有底座缘条垫片12，底座缘条垫片12的示意图如图9所示。
根据本发明的实施例，还提供以上测试梁腹板失稳载荷的夹具的安装方法，包括：
S1、将底座1与反力架进行螺栓连接，并将2个底座侧顶部连接板3用螺栓连接到底座1上；
S2、将梁腹板试验件8放置在2个底座侧顶部连接板3之间，将2个底座侧顶部垫片11放置在底座侧顶部连接板3与梁腹板试验件8的上下两个外侧面之间，将4个底座缘条连接板6放置在端头2、梁腹板试验件8和底座1的上下4个内侧面，将4个底座缘条垫片12放置在底座缘条连接板6与梁腹板试验件8的上下4个内侧面之间，并用螺栓将梁腹板试验件8、底座侧顶部连接板3、底座侧顶部垫片11、底座缘条连接板6和底座缘条垫片12进行连接；
S3、用2个底座腹板连接板4和2个底座腹板垫片9将梁腹板试验件8和底座1的左右两个腹面进行螺栓连接；
S4、用2个端头腹板连接板5和2个端头腹板垫片10将梁腹板试验件8和端头2的左右两个腹面进行螺栓连接；
S5、将端头2的上侧面和底座侧顶部连接板3的前端进行螺栓连接，并将端头2的下侧面、底座侧顶部连接板3和梯形过渡段7进行螺栓连接。
安装完成后，梯形过渡段处施加合适的载荷，即可完成对梁腹板试验件8的剪切加载试验。根据被测梁腹板试验件的缘条尺寸选择合适尺寸的底座侧顶部垫片和底座缘条垫片，根据被测梁腹板试验件的腹板尺寸选择合适尺寸的底座腹板垫片和端头腹板垫片，同样可根据以上步骤可以完成对不同尺寸的梁腹板试验件剪切加载实验。
综上所述，本发明通过对选择不同尺寸的底座侧顶部垫片、底座缘条垫片、底座腹板垫片以及端头腹板垫片可以实现对不同尺寸的梁腹板试验件的剪切加载实验，并且结合相应的力学测试方法及理论完成对梁腹板的力学性能的研究。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，包括：底座(1)、端头(2)、底座侧顶部连接板(3)、底座腹板连接板(4)、端头腹板连接板(5)、底座缘条连接板(6)和梯形过渡段(7)；
梁腹板试验件(8)安装在底座(1)的前端，梁腹板试验件(8)的腹面后端通过底座腹板连接板(4)与底座(1)的腹面前端连接，其中，底座(1)用于将梁腹板试验件(8)与反力架进行连接；
端头(2)安装在梁腹板试验件(8)的前端，梁腹板试验件(8)的腹面前端通过端头腹板连接板(5)与梁腹板试验件(8)的腹面连接，端头(2)的下侧与梯形过渡段(7)连接，其中，梯形过渡段(7)用于与负载连接；
端头(2)、梁腹板试验件(8)和底座(1)的内侧面通过底座缘条连接板(6)依次连接，端头(2)、梁腹板试验件(8)和底座(1)的外侧面通过底座侧顶部连接板(3)依次连接。
2.根据权利要求1所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，底座腹板连接板(4)的数量为2个，底座腹板连接板(4)、梁腹板试验件(8)的腹面后端和底座(1)的腹面前端均设置有多个光孔，用于将梁腹板试验件(8)的左右两个腹面的后端通过底座腹板连接板(4)与底座(1)的左右两个腹面的前端进行螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，还包括2个底座腹板垫片(9)，分别设置在2个底座腹板连接板(4)与梁腹板试验件(8)和底座(1)的左右两个腹面之间。
4.根据权利要求1所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，端头腹板连接板(5)的数量为2个，端头腹板连接板(5)、梁腹板试验件(8)的腹面前端和端头(2)的腹面均设置有多个光孔，用于将梁腹板试验件(8)的左右两个腹面的前端通过端头腹板连接板(5)与端头(2)的左右两个腹面的进行螺栓连接。
5.根据权利要求4所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，还包括2个端头腹板垫片(10)，分别设置在2个端头腹板连接板(5)与梁腹板试验件(8)和端头(2)的左右两个腹面之间。
6.根据权利要求1所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，底座侧顶部连接板(3)的数量为2个，底座侧顶部连接板(3)、梁腹板试验件(8)的上下两个侧面、端头(2)的上下两个侧面和底座(1)的上下两个侧面均设置有多个光孔，用于将端头(2)、梁腹板试验件(8)和底座(1)的上下两个外侧面通过底座侧顶部连接板(3)依次进行螺栓连接。
7.根据权利要求6所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，还包括2个底座侧顶部垫片(11)，分别设置在2个底座侧顶部连接板(3)与梁腹板试验件(8)的上下两个外侧面之间。
8.根据权利要求1所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，底座缘条连接板(6)的数量为4个，底座缘条连接板(6)、梁腹板试验件(8)的上下两个侧面、端头(2)的上下两个侧面和底座(1)的上下两个侧面均设置有多个光孔，用于将端头(2)、梁腹板试验件(8)和底座(1)的上下4个内侧面通过底座缘条连接板(6)依次进行螺栓连接。
9.根据权利要求8所述的测试梁腹板失稳载荷的夹具，其特征在于，还包括4个底座缘条垫片(12)，分别设置在4个底座缘条连接板(6)与梁腹板试验件(8)的上下4个内侧面之间。
10.一种测试梁腹板失稳载荷的夹具的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将底座(1)与反力架进行螺栓连接，并将2个底座侧顶部连接板(3)用螺栓连接到底座(1)上；
S2、将梁腹板试验件(8)放置在2个底座侧顶部连接板(3)之间，将2个底座侧顶部垫片(11)放置在底座侧顶部连接板(3)与梁腹板试验件(8)的上下两个外侧面之间，将4个底座缘条连接板(6)放置在端头(2)、梁腹板试验件(8)和底座(1)的上下4个内侧面，将4个底座缘条垫片(12)放置在底座缘条连接板(6)与梁腹板试验件(8)的上下4个内侧面之间，并用螺栓将梁腹板试验件(8)、底座侧顶部连接板(3)、底座侧顶部垫片(11)、底座缘条连接板(6)和底座缘条垫片(12)进行连接；
S3、用2个底座腹板连接板(4)和2个底座腹板垫片(9)将梁腹板试验件(8)和底座(1)的左右两个腹面进行螺栓连接；
S4、用2个端头腹板连接板(5)和2个端头腹板垫片(10)将梁腹板试验件(8)和端头(2)的左右两个腹面进行螺栓连接；
S5、将端头(2)的上侧面和底座侧顶部连接板(3)的前端进行螺栓连接，并将端头(2)的下侧面、底座侧顶部连接板(3)和梯形过渡段(7)进行螺栓连接。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180427 |