CN108303226B - 用于向测试物品加载荷的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于向测试物品加载荷的系统和方法。一种测试结构包括框架、被配置为耦连到测试物品的第一端的剪切力减小板、以及多个摇杆。每个摇杆包括第一端和第二端，其中第一端具有被配置为接触剪切力减小板的弯曲接触表面，第二端具有可移动地耦连到框架并且被配置为响应于被施加到测试物品的弯矩而枢转使得弯曲接触表面摇摆接触剪切力减小板的连接器。

Description

用于向测试物品加载荷的系统和方法
背景技术
本公开总体涉及向测试物品(test asset)加载荷以经历弯矩。梁反应系统和测试加载荷系统向测试物品(例如，梁或其部分)施加载荷(例如，力)以模拟操作载荷。当向测试物品(或其部分)施加均匀的弯矩时，利用滚柱或球面球(spherical ball)来模拟当施加平移载荷(translational load)(例如，横向载荷)时用于施加均匀的弯矩的理论约束。随着施加给测试物品的轴向载荷增加，用于满足赫兹接触应力约束(Hertzian contact stressconstrain)的滚柱或球面球的尺寸(例如，直径)、滚柱或球面球的量或其组合也增加。为了测试大的轴向载荷，大的球面球或大量的较小球面球被用于满足赫兹接触应力约束。使用这种大的球面球或大量的较小球面球是不实际且成本高昂的。
发明内容
在特定实施方式中，一种测试结构包括框架、被配置为耦连到测试物品的第一端的剪切力减小板、以及多个摇杆。每个摇杆包括第一端和第二端，第一端具有被配置为接触剪切力减小板的弯曲接触表面，第二端具有可移动地耦连到框架并且被配置为响应于被施加到测试物品的弯矩而枢转使得弯曲接触表面摇摆接触剪切力减小板的连接器。
在另一特定实施方式中，测试结构包括框架、被配置为耦连到测试物品的第一端的剪切力减小板，以及多个摇杆。每个摇杆包括第一端和第二端，其中第一端具有被配置为接触剪切力减小板的弯曲接触表面，第二端具有可移动地耦连到框架的连接器。多个摇杆包括在剪切力减小板的第一侧上的第一组摇杆和在剪切力减小板的第二侧上的第二组摇杆。第二组摇杆中的每个摇杆通过剪切力减小板与第一组摇杆中对应的摇杆对准。
在另一特定实施方式中，施加均匀的弯矩的方法包括，向测试结构中的测试物品施加轴向载荷，其中测试结构包括框架、被配置为耦连到测试物品的第一端的剪切力减小板，以及多个摇杆。每个摇杆包括第一端和第二端，第一端具有被配置为接触剪切力减小板的弯曲接触表面，第二端具有可移动地耦连到框架并且被配置为响应于被施加到测试物品的弯矩而枢转使得弯曲接触表面摇摆接触剪切力减小板的连接器。该方法还包括向测试物品施加平移载荷。平移载荷正交于轴向载荷并且引起弯矩。
附图说明
图1是示出用于向测试物品加载荷的系统的示例的框图；
图2是示出测试物品的加载荷图的示图；
图3是示出用于向测试物品加载荷的系统的示例的等距视图的示图；
图4是用于向测试物品加载荷的系统的摇杆的示例配置的详细示图；
图5是示出用于向测试物品加载荷的系统的摇杆的移动的示图；
图6是用于向测试物品加载荷的方法的示例的流程图。
具体实施方式
本文公开的实施方式涉及用于向测试物品加载荷的系统。用于向测试物品加载荷的示例性系统包括框架、测试物品、剪切力减小板和多个摇杆。测试物品耦连到框架和剪切力减小板。多个摇杆可移动地耦连到框架并且接触剪切力减小板。举例而言，每个摇杆包括第一端和第二端，第一端具有被配置为接触剪切力减小板的弯曲接触表面，第二端具有可移动地耦连到框架并且被配置为响应于被施加到测试物品的一个或更多个载荷而枢转使得弯曲接触表面摇摆接触剪切力减小板的连接器。
该系统还包括被配置为向测试物品施加轴向载荷的轴向加载荷器和被配置为向测试物品施加平移载荷(例如，横向载荷)的平移加载荷器。施加轴向载荷和平移载荷引起测试物品(或其部分)经历均匀的弯矩。
摇杆模拟滚柱或球面球的移动以满足赫兹接触应力约束。通过使用摇杆而不是大滚柱或大球面球，该系统更小并且具有降低的材料成本。例如，带有摇杆的系统小于带有滚柱或球面球的系统，该滚柱或球面球具有与摇杆相同的曲率。此外，通过使用摇杆而不是更小的滚柱或更小的球面球，由于所使用的部件的总数量可以被减少，因此系统可以不那么复杂。
图1示出用于向测试物品160加载荷的系统100的示例。系统100可以实现向测试物品160施加均匀的弯矩。系统100包括测试结构102，测试结构102包括框架110、多个摇杆120、剪切力减小板130、轴向加载荷器140和平移加载荷器150(例如，横向加载荷器)。测试结构102能够容纳测试物品160并且施加载荷以在测试物品160上执行一种或多种测试，诸如结构故障分析测试。
框架110被配置为支撑测试结构102和其部件。例如，框架110可以被耦连到多个摇杆120、剪切力减小板130、轴向加载荷器140和平移加载荷器150。在其他实施方式中，轴向加载荷器140和平移加载荷器150与框架110分离。框架110被配置为耦连到测试物品160(例如，测试物品160的第二端)。在一些实施方式中，框架110(或其支架)可调整以适应不同尺寸的部件(例如，摇杆)。
多个摇杆120可移动地耦连到框架110，使得多个摇杆120能够沿多个方向移动。每个摇杆包括第一端和第二端，第一端包括弯曲接触表面122，第二端包括连接器124和枢转点126。弯曲接触表面122被配置为接触剪切力减小板130(或其接触板132)并且接触剪切力减小板130而移动。例如，多个摇杆120中的特定摇杆的弯曲接触表面122被配置为摇摆或枢转，以沿着该特定摇杆对准轴向载荷。在一些实施方式中，弯曲接触表面122包括球面的一段。例如，弯曲接触表面122在两个正交平面中弯曲。在一些实施方式中，每个摇杆的弯曲接触表面122(例如，该球面的一段)的曲率是相同的。弯曲接触表面122的曲率与施加到测试物品160的轴向载荷成比例(并且与多个摇杆120中摇杆的数量成比例)。
连接器124和枢转点126被配置为使得多个摇杆120能够沿多个方向移动。当特定摇杆的弯曲接触表面122在两个正交平面中摇摆时，该特定摇杆的连接器124被配置为在两个正交平面中围绕枢转点126枢转。连接器124可以包括或对应于包括杆孔的杆端。枢转点126可以包括或对应于球面轴承(例如，球面滑动轴承或球面滚柱轴承)。在这种实施方式中，球面轴承可以被设置在杆孔中。
在一些实施方式中，每个摇杆的连接器124可移动地耦连到被安装到框架110的对应的支架。在特定实施方式中，每个摇杆的连接器124经由U型夹销可移动地耦连到对应的U型夹支架。在这种实施方式中，U型夹销可以包括或对应于球面轴承。
从枢转点126到特定摇杆的弯曲接触表面122的距离与施加到测试物品160的轴向载荷成比例(并且与多个摇杆120中摇杆的数量成比例)。例如，当轴向载荷增加时，该距离增加。该距离可以对应于与弯曲接触表面122的曲率相关联的球面的半径。
剪切力减小板130可以经由多个摇杆120耦连到框架110，并且可以相对于框架110移动。剪切力减小板130被配置为接触多个摇杆120并且被配置为响应于多个摇杆120的移动而移动(例如，平移)。例如，由于多个摇杆120中的一个或更多个摇杆的弯曲接触表面122的摇摆，剪切力减小板130在测试物品160上施加零(或可忽略的)剪切力和均匀的弯矩。
在一些实施方式中，剪切力减小板130包括多个接触板132。每个摇杆的弯曲接触表面122被配置为接触多个接触板132中对应的接触板而移动(例如，摇摆)。接触板132包括具有比剪切力减小板130的第一材料更高硬度的第二材料。在特定实施方式中，第二材料包括硬化钢。此外或可替代地，第二材料可以具有比剪切力减小板130的第一材料更高的刚度。在一些实施方式中，弯曲接触表面122还包括诸如硬化钢的第二材料。
轴向加载荷器140耦连到框架110并且被配置为向测试物品160施加轴向载荷。平移加载荷器150耦连到框架110并且被配置为向测试物品160施加平移载荷(例如，横向载荷)和均匀的弯矩。平移载荷正交于轴向载荷并且引起测试物品160经历均匀的弯矩。轴向载荷和平移载荷被施加到测试物品160的第二端处或测试物品160的第二端附近。
测试物品160可耦连到剪切力减小板130和框架110。测试物品160包括或对应被配置为承受载荷的结构元件。测试物品160可以通过抵抗偏移、弯曲或其他变形来承受载荷。在特定实施方式中，测试物品160可以包括或对应被配置为承受轴线载荷和平移载荷的梁。载荷可以引起测试物品160(或其部分)经历均匀的弯矩。
在一些实施方式中，系统100包括控制器170，控制器170被配置为控制和操作载荷的施加和测试物品160的测试。控制器170可以是测试结构102的部分或与测试结构102分离。控制器170向轴向加载荷器140、平移加载荷器150或两者发送控制信号，以开始施加载荷或调整载荷。在一些实施方式中，控制器170被配置为基于弯矩、弯曲接触表面122的曲率、从枢转点126到弯曲接触表面122的距离、多个摇杆120中摇杆的数量或其组合来确定载荷量(例如，载荷的大小)。例如，控制器170可以使用赫兹接触应力方程(Hertzian contactstress equation)来计算轴向载荷。此外或可替代地，控制器170被配置为基于轴向载荷、弯矩、摇杆的数量或其组合来确定弯曲接触表面122的曲率、从枢转点126到弯曲接触表面122的距离或两者。在特定实施方式中，多个摇杆120的位置是可调整的。在这种实施方式中，控制器170可以被配置为调整特定摇杆相对于剪切力减小板130的位置。举例而言，控制器170可以发送信号以调整多个摇杆120(其枢转点126)与剪切力减小板130之间的间隔。
在操作期间，测试物品160的第一端耦连到剪切力减小板130，并且测试物品160的第二端耦连到轴向加载荷器140和平移加载荷器150。控制器170可以通过轴向加载荷器140开始对测试物品160施加轴向载荷，可以通过平移加载荷器150开始对测试物品160施加平移载荷，或可以进行上述两者。在施加载荷期间，测试物品160经历弯矩，诸如参考图2进一步描述的均匀的弯矩。举例而言，剪切力减小板130可以沿平行于平移载荷且正交于轴向载荷的方向平移。当剪切力减小板130平移时，多个摇杆120中每个摇杆的弯曲接触表面122移动(例如，摆动、枢转或摇摆)，使得弯曲接触表面122保持与剪切力减小板130(或其对应的接触板132)接触。
多个摇杆120和剪切力减小板130提供与轴向力相反的反作用力。多个摇杆120和剪切力减小板130提供与平移力相反的小于阈值力的力(或不提供力)，使得测试物品160在第一端处经历可忽略的剪切力。
在一些实施方式中，系统100可以包括耦连到框架110并且耦连到多个摇杆120中一个或更多个摇杆的一个或更多个弹簧。一个或更多个弹簧被配置为使一个或更多个摇杆偏置，使得一个或更多个摇杆的弯曲接触表面122的中心与剪切力减小板130接触，如参考图5进一步描述的。通过使用摇杆，相比于利用滚柱或球面球的系统，该系统可以更小并且具有减少的成本。此外，通过使用摇杆，测试物品160可以在将更大的轴向力施加给测试物品160的同时经历均匀的弯矩。
图2示出测试物品的加载荷图200以及系统100的示例的加载荷配置250的二维图。在图2中，“A”表示轴向载荷或轴向力，“V”表示剪切力，“M”表示力矩，“R”表示反作用力，并且箭头指出载荷、力或力矩的方向。
加载荷图200包括测试加载荷图202、剪切力图204和弯矩图206。测试加载荷图202示出测试物品160的示例性测试加载荷。如图2的测试加载荷图202所示，测试物品160包括第一端212和第二端214。测试物品160由在第一端212和第二端214之间的支撑点216处的支撑物支撑。支撑点216可以包括或对应于销支撑或滚柱支撑。轴向载荷220被施加到测试物品160的第二端214，并且剪切力222(例如，平移载荷或横向载荷)在第二端214处或在第二端214附近被施加到测试物品160。支撑物在支撑点216处施加剪切力224。剪切力224与剪切力222的方向相反，并且剪切力224与剪切力222具有相同大小。力矩228和轴向反作用力230通过诸如剪切力减小板130的支撑物(未显示)被施加到测试物品160的第一端212。轴向反作用力230的方向与轴向载荷220的方向相反，并且轴向载荷220与轴向反作用力230具有相同大小。因此，测试物品160在第一端212处或在第一端212附近经历零剪切力(或可忽略的剪切力)。剪切力224和剪切力226可以对应于反作用剪切力。轴向载荷220、剪切力222和力矩228可以引起测试物品160经历均匀的弯矩。
响应于所施加的载荷和力，测试物品160经历如图204、206所示的剪切力和力矩。参考剪切力图204，测试物品160在第一端212处经历可忽略的(或小于剪切力的阈值量的)剪切力，并且第二端214处和第二端214附近经历大小为V的剪切力232。大小V对应于剪切力222、224的大小。测试物品160经历从支撑点216到第二端214的剪切力232。参考弯矩图206，测试物品160经历正弯矩242(例如，如图2所示的顺时针方向)，相比于在第二端214处，该正弯矩在第一端212处更大。正弯矩242的大小M在梁的大部分上是恒定的，即如图2所示从第一端212到支撑点216。因此，测试物品160在第一端212和支撑点216之间经历均匀的弯矩。均匀的弯矩(例如，恒定弯矩)在测试物品160上不施加剪切力，并且测试物品160可以呈弧状偏移(例如，弯曲)，使得在第一端和支撑点216之间的梁的每个元素偏移相同量(例如，以相同的曲率半径偏移)。
参考加载荷配置图250，其示出对应加载荷图200的示例性测试物品加载荷配置。如图2的加载荷配置图250所示，测试物品160的第一端212耦连到剪切力减小板130，并且多个摇杆120与剪切力减小板130接触。加载荷配置图250中示出的配置被配置为向测试物品160施加均匀的弯矩。测试物品160经历如剪切力图204所示的剪切力和如弯矩图206所示的弯矩。举例而言，测试物品160经历来自多个摇杆120的抵消轴向载荷220和重力(例如，万有引力)的反作用力262、264。剪切力减小板130的位移由多个摇杆120的摇摆所引导，并且允许测试物品160弯曲而不引入剪切力。在一些实施方式中，反作用力262的第一大小与第二反作用力264的第二大小不同。
图3示出测试结构102的特定示例配置的示图300。如图3所示，测试物品160是具有圆形截面的梁。在其他实施方式中，测试物品160可以包括或对应于具有不同形状截面的其他结构构件。在特定实施方式中，测试物品160对应于推力梁(thrust beam)或其部分。
如图3所示，轴向加载荷器140包括致动器，并且生成向上拉动测试物品160的轴向载荷(如图3所示)，以生成拉伸轴向力。在其他实施方式中，轴向加载荷器140可以生成压缩轴向力。平移加载荷器150包括致动器和杠杆，以生成平移载荷并传递平移载荷到测试物品160。
如图3所示，测试结构102可以包括耦连到测试物品160的第二端和框架110的测试物品框架310。测试物品框架310可以包括或对应于飞行器或摇杆的一部分。作为图示的非限制性示例，测试物品框架310对应于摇杆或摇杆助力器的侧壁。
如图3所示，多个摇杆210包括含有四个摇杆的第一组摇杆和含有四个摇杆的第二组摇杆。多个摇杆120中每个摇杆的连接器124被配置为响应于被施加到测试物品160的载荷而在两个正交平面中枢转，使得每个摇杆的弯曲接触表面122摇摆接触剪切力减小板130。参考图4和图5进一步描述第一组摇杆和第二组摇杆。
虽然第一组摇杆和第二组摇杆被示出各自具有四个摇杆，但在其他实施方式中，第一组摇杆和第二组摇杆可以各自具有多于四个摇杆或少于四个摇杆(例如，三个摇杆)。增加摇杆的数量使从枢转点126到弯曲接触表面122的距离(例如，半径)减少并且使弯曲接触表面122的曲率增加以满足赫兹接触应力约束。同样，增加摇杆的数量可以使测试精度降低，因为部件(例如，摇杆、接触板)之间的差异可以由于存在更多的部件而增加。
图4示出如图3所示的多个摇杆120的示例配置的详细视图的示例400。第一图402示出设置在剪切力减小板130的第一侧462上的第一组摇杆412和设置在剪切力减小板130的第二侧464上的第二组摇杆414。第二组摇杆414中的每个摇杆通过剪切力减小板130与第一组摇杆412中对应的摇杆对准。每个摇杆具有包括弯曲接触表面122的第一端432和可移动地耦连到对应的支架452的第二端434，该支架452耦连到框架110。第一图402示出三个正交平面492、494、496。每个摇杆被配置为沿着诸如正交平面494、496的两个正交平面摇摆。
第二图404示出第一摇杆组412和第二组摇杆414中的一对对准的摇杆。例如，该对对准的摇杆可以具有对准的枢转点126并且可以在相同的两个正交平面中摇摆。如图4所示，参考第二图404，摇杆的第二端434对应于具有球面杆孔428的球面杆端424。在特定实施方式中，球面杆孔428包括球面轴承426。球面轴承426可以使摇杆412、414能够绕枢转点沿两个正交方向进行角旋转。参考图5进一步描述摇杆412、414和剪切力减小板130的移动。距离470被示为从枢转点(例如，球面轴承426的中心)到弯曲接触表面122(例如，弯曲接触表面上的任何点)的距离。距离470可以对应于与弯曲接触表面122的曲率相关联的球面的半径。距离470也可以对应于枢转点(例如，球面轴承426的中心)与剪切力减小板130(例如，剪切力减小板130的接触板132)之间的距离。在第二图404中，为了清晰，支架452的前面部分已经被省略。
如图4的第一图402所示，剪切力减小板130的接触板132从剪切力减小板130的表面上升或延伸。在其他实施方式中，如图4的第二图404所示，剪切力减小板130的接触板132可以与剪切力减小板130的其他表面齐平。
图5示出图3的多个摇杆120的一对对准的摇杆的平移和剪切力减小板130的二维图500。该特定的一对对准的摇杆的第一摇杆520对应于第一组摇杆，诸如图4的第一组摇杆412，并且该特定的一对对准的摇杆的第二摇杆522对应于第二组摇杆，诸如图4的第二组摇杆414。如图5所示，摇杆520、522中的每个摇杆的枢转点126通过轴线502对准。轴线502表示起始位置或未平移位置。轴线504表示经平移位置。当摇杆520、522从起始位置平移到图5所示的平移位置时，弯曲接触表面122摇摆接触对应的接触板132。剪切力减小板130响应于平移载荷的施加沿方向508(如图5所示向左)平移。剪切力减小板130也可以响应于平移载荷或其他载荷沿其他方向平移。图5也示出从枢转点126到弯曲接触表面122上的每个点的距离470(例如，摇杆520的半径)。
在一些实施方式中，一个或更多个弹簧528耦连到框架110并且耦连到多个摇杆中的一个或更多个摇杆。例如，一个或更多个弹簧可以耦连到第二组摇杆中的一个或更多个摇杆，诸如第二摇杆522。一个或更多个弹簧528被配置为使一个或更多个摇杆偏置，使得该一个或更多个摇杆的弯曲接触表面的中心与剪切力减小板130接触。举例而言，特定弹簧可以在起始位置(例如，直立位置)中偏置特定摇杆以抵消或减少重力(例如，当特定摇杆摇动离开起始位置时施加在特定摇杆上的万有引力)的影响。当特定摇杆枢转离开起始位置(例如，直立位置)时，特定弹簧可以朝向起始位置偏置该特定摇杆。此外或可替代地，一个或更多个弹簧可以耦连到第一组摇杆中的一个或更多个摇杆。在一些实施方式中，每个摇杆可以耦连到多个弹簧。
图6示出施加均匀的弯矩的方法600。方法600可以由图1的系统100或图1的控制器170执行。方法600包括，在602处，向测试结构中的测试物品施加轴向载荷。测试结构包括框架、被配置为耦连到测试物品的第一端的剪切力减小板，以及多个摇杆。每个摇杆包括第一端和第二端，其中第一端具有被配置为接触剪切力减小板的弯曲接触表面，第二端具有可移动地耦连到框架并且被配置为响应于被施加到测试物品的弯矩而枢转使得弯曲接触表面摇摆接触剪切力减小板的连接器。
轴向载荷可以包括或对应于图2的轴向载荷220。轴向载荷由诸如图1的轴向加载荷器140的轴向加载荷器施加。测试物品可以包括或对应于图1的测试物品160，并且测试结构可以包括或对应于图1的测试结构102。框架可以包括或对应于图1的框架110，并且剪切力减小板可以包括或对应于图1的剪切力减小板130。
多个摇杆可以包括或对应于图1的多个摇杆120。摇杆的第一端和第二端可以分别包括或对应于图4的第一端432和第二端434。弯曲接触表面可以包括或对应于图1的弯曲接触表面122。连接器可以包括或对应于图1的连接器124。在一些实施方式中，连接器包括诸如图1的枢转点126的枢轴。
图6的方法600进一步包括，在604处，向测试物品施加正交于轴向载荷的平移载荷，其中平移载荷引起弯矩。如上所述，施加平移载荷到测试物品160引起均匀的弯矩，诸如图2的力矩228,。例如，多个摇杆响应于平移载荷的施加而摇摆接触剪切力减小板，并且引导剪切力减小板的平移以引起测试物品160经历均匀的弯矩。多个摇杆120被配置为模拟滚柱或球面球的滚动。轴向载荷和平移载荷的施加可以与结构故障分析测试相关联。在一些示例中，测试物品可以包括或对应于推力梁。
平移载荷可以包括或对应于图2的剪切力222。平移载荷由诸如图1的平移加载荷器150的平移加载荷器施加。在一些实施方式中，多个摇杆和剪切力减小板响应于施加平移载荷而向测试物品施加小于阈值剪切力的剪切力，诸如图2的剪切力226。
方法600可以进一步包括，在施加轴向载荷之前在测试结构或系统中安装测试物品。例如，测试物品160可以耦连到剪切力减小板130、轴向加载荷器140和平移加载荷器150。在完成测试之后，可以移除测试物品。此外，在完成诸如结构故障分析测试的测试之后，第二测试物品可以被安装到测试结构或系统中。第二测试物品可以类似于或不同于所述测试物品。方法600可以进一步包括调整轴向载荷或平移载荷中的一个或更多个。例如，图1的控制器170可以基于期望的加载荷方案调整轴向载荷、平移载荷或两者。摇杆和框架可以基于经调整的载荷而被调整。例如，当轴向载荷增加时，枢转点与弯曲接触表面之间的距离增加，并且弯曲接触表面的曲率减小。第一类型(例如，第一长度)的摇杆可以被第二类型(例如，第二长度)的摇杆替代，或者摇杆的长度可以是可调整的。可调整摇杆的长度可以通过控制器被调整(例如，激活可调整摇杆中的致动器)或被手动调整(例如，调整销的放置)。在这种实施方式中，可调整摇杆的弯曲接触表面可以被对应于经调整的摇杆的长度的第二弯曲接触表面替换。其框架或支架可以被调整以适应不同尺寸的摇杆。
进一步地，本发明包含依据以下条款的示例：
条款1.一种测试结构(102)，其包含：框架(110)；被配置为耦连到测试物品(160)的第一端(212)的剪切力减小板(130)；以及多个摇杆(120)，其中每个摇杆包含第一端(432)和第二端(434)，所述第一端具有被配置为接触所述剪切力减小板的弯曲接触表面(122)，所述第二端具有可移动地耦连到所述框架并且被配置为响应于被施加到所述测试物品的弯矩(228)而枢转使得所述弯曲接触表面摇摆接触所述剪切力减小板的连接器(124)。
条款2.根据条款1所述的测试结构，其进一步包含耦连到所述测试物品的第二端(214)并且被配置为向所述测试物品施加轴向载荷(220)的轴向加载荷器(140)。
条款3.根据条款2所述的测试结构，其进一步包含耦连到所述框架并且被配置为向所述测试物品施加平移载荷(222)的平移加载荷器(150)，其中所述平移载荷正交于所述轴向载荷，并且其中所述平移载荷引起施加到所述测试物品的所述弯矩。
条款4.根据条款2所述的测试结构，其中所述多个摇杆中的特定摇杆的所述弯曲接触表面被配置为移动以沿着所述特定摇杆对准所述轴向载荷，并且其中所述弯曲接触表面包含球面的一段。
条款5.根据条款1所述的测试结构，其中所述剪切力减小板被配置为响应于所述弯曲接触表面的摇摆而移动，以在所述测试物品上施加零剪切力和均匀的弯矩。
条款6.根据条款1所述的测试结构，其中每个摇杆的所述连接器包含球面杆孔(428)，所述球面杆孔(428)包括球面轴承(426)。
条款7.根据条款1所述的测试结构，其中特定摇杆的所述连接器经由U型夹销可移动地耦连到U型夹支架(452)，其中所述U型夹支架耦连到所述框架。
条款8.根据条款1所述的测试结构，其中特定摇杆的所述连接器被配置为在两个正交平面(494、496)中枢转，并且其中所述特定摇杆的所述弯曲接触表面被配置为在所述两个正交平面中摇摆。
条款9.根据条款1所述的测试结构，其中每个摇杆的所述弯曲接触表面的半径与被施加到所述测试物品的轴向载荷成比例。
条款10.根据条款1所述的测试结构，其中从所述第二端的枢转点(126)到特定摇杆的所述弯曲接触表面的距离与被施加到所述测试物品的轴向载荷成比例，并且其中所述枢转点对应球面轴承。
条款11.根据条款1所述的测试结构，其中所述剪切力减小板包括多个接触板(132)，并且其中每个摇杆的所述弯曲接触表面被配置为摇摆接触所述多个接触板中对应的接触板。
条款12.根据条款11所述的测试结构，其中所述多个接触板包括比所述剪切力减小板的第一材料更高硬度的第二材料。
条款13.一种测试结构，其包含：框架(110)；被配置为耦连到测试物品(160)的第一端(212)的剪切力减小板(130)；多个摇杆(120)，每个摇杆包含第一端(432)和第二端(434)，所述第一端具有被配置为摇摆接触所述剪切力减小板的弯曲接触表面(122)，并且所述第二端具有可移动地耦连到所述框架的连接器(124)，所述多个摇杆包含：在所述剪切力减小板的第一侧(462上)的第一组摇杆(412)；以及在所述剪切力减小板的第二侧(464)上的第二组摇杆(414)，所述第二组摇杆中的每个摇杆通过所述剪切力减小板与所述第一组摇杆中对应的摇杆对准。
条款14.根据条款13所述的测试结构，其进一步包含：测试物品；可耦连到所述测试物品并且被配置为向所述测试物品施加轴向载荷(220)的轴向加载荷器(140)；以及可耦连到所述测试物品并且被配置为向所述测试物品施加平移载荷(222)的平移加载荷器(150)。
条款15.根据条款13所述的测试结构，所述第一组摇杆包括四个摇杆并且所述第二组摇杆包括四个摇杆，并且其中所述多个摇杆中每个摇杆的所述连接器被配置为响应于被施加到所述测试物品的载荷而在两个正交平面中枢转，使得每个摇杆的所述弯曲接触表面摇摆接触所述剪切力减小板。
条款16.根据条款13所述的测试结构，其进一步包含耦连到所述框架并且耦连到所述第二组摇杆中一个或更多个摇杆的一个或更多个弹簧(528)，所述一个或更多个弹簧被配置为使所述一个或更多个摇杆偏置，使得所述弯曲接触表面的中心与所述剪切力减小板接触。
条款17.一种方法，其包含：向测试结构中的测试物品施加(602)轴向载荷，所述测试结构包含：框架；被耦连到测试物品的第一端的剪切力减小板；以及多个摇杆，每个摇杆包含第一端和第二端，所述第一端具有被配置为接触所述剪切力减小板的弯曲接触表面，所述第二端具有可移动地耦连到所述框架并且被配置为响应于被施加到所述测试物品上的弯矩而枢转使得所述弯曲接触表面摇摆接触所述剪切力减小板的连接器；以及向所述测试物品施加(604)正交于所述轴向载荷的平移载荷，其中所述平移载荷引起所述弯矩。
条款18.根据条款17所述的方法，其中所述轴向载荷和所述平移载荷的施加与结构故障分析测试相关。
条款19.根据条款17所述的方法，其中所述多个摇杆和所述剪切力减小板响应于所述平移载荷的施加而向所述测试物品施加均匀的弯矩(228)。
条款20.根据条款19所述的方法，其中所述多个摇杆和所述剪切力减小板响应于所述平移载荷的施加而向所述测试物品施加小于阈值剪切力的剪切力。
本文描述的示例的阐述旨在提供对各种实施方式的结构的大致理解。该阐述不旨在作为使用本文描述的结构或方法的装置或系统的全部元素或特征的完整描述。很多其他实施方式将在本领域技术人员查阅本公开之后变得显而易见。通过本公开，可以使用和得到其他实施例，使得在不偏离本公开的范围的情况下可以做出结构性和逻辑性替换以及改变。例如，可以按照不同于图中所示的顺序来执行方法操作，或者可以省略一个或更多个方法操作。因此，本公开和附图被视为说明性的而不是限制性的。
另外，虽然本文已经阐述和描述了具体示例，但应意识到，被设计为实现相同或相似结果的任何后续的布置可以代替所示的具体实施方式。本公开旨在涵盖各种实施方式的任何及全部后续的适应性修改或变化。对于本领域技术人员来说，在查阅本说明之后，以上实施方式和本文中未具体描述的其他实施方式的组合将是显而易见的。
应理解的是，提交的摘要不应被用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在上述具体实施方式中，为了使本公开流畅的目的，各种特征可以被成组到一起或者在单个实施方式中被描述。上述示例阐述但不限制本公开。也应理解的是，根据本公开的原理的很多修改和变化是可能的。如以下权利要求所反映的，所声明的主题可以针对少于任何公开的示例中的全部特征。因此，本公开的范围由随附的权利要求及其等价物限定。

Claims (14)

1.一种用于向测试物品加载荷的测试结构（102），其包含：
框架（110）；
被配置为耦连到测试物品（160）的第一端（212）的剪切力减小板（130）；
多个摇杆（120），每个摇杆包含第一端（432）和第二端（434），所述第一端具有被配置为接触所述剪切力减小板的弯曲接触表面（122），所述第二端具有可移动地耦连到所述框架并且被配置为响应于被施加到所述测试物品的弯矩（228）而枢转使得所述弯曲接触表面摇摆接触所述剪切力减小板的连接器（124）；
轴向加载荷器（140），其被耦连到所述测试物品的第二端（214）并且被配置为向所述测试物品施加轴向载荷（220）；和
平移加载荷器（150），其被耦连到所述框架并且被配置为向所述测试物品施加平移载荷（222）。
2.根据权利要求1所述的测试结构，其中所述平移载荷正交于所述轴向载荷，并且其中所述平移载荷引起施加到所述测试物品的所述弯矩。
3.根据权利要求1所述的测试结构，其中所述多个摇杆中的特定摇杆的所述弯曲接触表面被配置为移动以沿着所述特定摇杆对准所述轴向载荷，并且其中所述弯曲接触表面包含球面的一段。
4.根据权利要求1所述的测试结构，其中所述剪切力减小板被配置为响应于所述弯曲接触表面的摇摆而移动，以在所述测试物品上施加零剪切力和均匀的弯矩。
5.根据权利要求1所述的测试结构，其中每个摇杆的所述连接器包含球面杆孔（428），所述球面杆孔（428）包括球面轴承（426）。
6.根据权利要求1所述的测试结构，其中特定摇杆的所述连接器经由U型夹销可移动地耦连到U型夹支架（452），其中所述U型夹支架耦连到所述框架。
7.根据权利要求1所述的测试结构，其中特定摇杆的所述连接器被配置为在两个正交平面（494、496）中枢转，并且其中所述特定摇杆的所述弯曲接触表面被配置为在所述两个正交平面中摇摆。
8.根据权利要求1所述的测试结构，其中每个摇杆的所述弯曲接触表面的半径与被施加到所述测试物品的轴向载荷成比例。
9.根据权利要求1所述的测试结构，其中从所述摇杆的第二端的枢转点（126）到特定摇杆的所述弯曲接触表面的距离与被施加到所述测试物品的轴向载荷成比例，并且其中所述枢转点对应球面轴承。
10.根据权利要求1所述的测试结构，其中所述剪切力减小板包括多个接触板（132），并且其中每个摇杆的所述弯曲接触表面被配置为摇摆接触所述多个接触板中对应的接触板，并且其中所述多个接触板包括比所述剪切力减小板的第一材料硬度更高的第二材料。
11.一种用于向测试物品加载荷的方法，其包括：
施加（602）轴向载荷到测试结构中的测试物品，所述测试结构包含：
框架；
被耦连到测试物品的第一端的剪切力减小板；以及
多个摇杆，每个摇杆包含第一端和第二端，所述第一端具有被配置为接触所述剪切力减小板的弯曲接触表面，所述第二端具有可移动地耦连到所述框架并且被配置为响应于被施加到所述测试物品的弯矩而枢转使得所述弯曲接触表面摇摆接触所述剪切力减小板的连接器；以及
将平移载荷施加（604）到所述测试物品，所述平移载荷正交于所述轴向载荷，其中所述平移载荷引起所述弯矩。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述轴向载荷和所述平移载荷的施加与结构故障分析测试相关。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个摇杆和所述剪切力减小板响应于所述平移载荷的施加而向所述测试物品施加均匀的弯矩（228）。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述多个摇杆和所述剪切力减小板响应于所述平移载荷的施加而向所述测试物品施加小于阈值剪切力的剪切力。
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