CN108332974A - 一种测试多曲面π型接头力学性能的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，涉及航空发动机领域，包括压头机构、试样、夹持机构、双头螺柱、支座、滑块和导轨。试样用4个夹持机构加持，位于加持试样一侧的上下两个夹持机构之间通过双头螺柱连接；下方的两个夹持机构分别固定在一个支座中；每个支座和一个滑块固定；滑块固定在导轨上，且在导轨上移动；压头机构的压头的工作端面为曲面；夹持机构包括夹板、挡板和压紧螺栓；挡板能在夹板中左右移动，挡板与试样面接触，通过压紧螺栓给挡板与试样之间施加预紧力，完成夹持动作。本发明简便的得到接头强度值，可以适应不同曲率、长度和高度的π型接头试样，通用性强，减少了实验过程中夹具对试样的破坏。

Description

一种测试多曲面π型接头力学性能的试验装置

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，具体涉及一种测试航空发动机反推装置一体化复合材料格栅结构π型接头力学性能的试验装置。

背景技术

随着科学技术的发展，航空航天等军工领域对结构件的可靠性和安全性提出了更高要求。目前复合材料格栅结构因其特殊的结构形式以及所拥有的优异结构承载能力、自稳定性、结构抗屈曲能力、可设计性以及明显的减重效果，近年来得到工程界和学界的广泛关注，目前大量应用于航空航天结构，显示了广阔的应用前景。

为确保复合材料格栅结构在服役过程中的安全性和可靠性，需对其强度等力学性能进行评估。其中，π型接头作为格栅结构内承载和传载的关键元件，往往是结构最难以评估、最薄弱的承载部位，其受载时拥有复杂的损伤萌生扩展行为，其失效极易导致结构的整体破坏。

目前，国内外实验室主要针对平板胶接π型接头力学性能进行试验研究，而工程应用中存在承受面外载荷的多曲面π型接头，如航空发动机反推装置格栅结构π型接头，目前公开文献中尚未有对其进行相应力学性能加载测试装置的报导。

为研究多曲面π型接头的损伤失效机理及相关力学性能，为格栅整体结构强度优化设计提供指导，需要设计一套测试格栅π型接头力学性能的试验装置。

发明内容

本发明的目的是提供了一套测试格栅多曲面π型接头力学性能的试验装置，该装置能够实现对带曲率π型接头力学性能的测试，从而达到探索格栅薄弱部位失效机制的目的。

本发明提供的一种测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，包括压头机构(1)、试样(2)、夹持机构(3)、双头螺柱(4)、支座(5)、滑块(6)和导轨(9)。

所述的试样(2)用4个夹持机构(3)加持，位于加持试样(2)一侧的上下两个夹持机构(3)之间通过双头螺柱(4)改变距离，以满足不同高度的π型接头试样；位于下方的两个夹持机构(3)分别固定在一个支座(5)中；每个支座(5)和一个滑块(6)固定一起；滑块(6)通过固定螺栓和固定螺母固定在导轨(9)上，且能在导轨(9)上移动，通过调节两个滑块(6)之间的距离，以满足不同长度的π型接头试样；所述的压头机构(1)包括压头(14)，压头(14)的工作端面为曲面，与试样(2)曲面接触；

所述的夹持机构(3)包括夹板(15)、挡板(16)和压紧螺栓(18)；所述的挡板(16)能在夹板(15)中左右移动，挡板(16)与试样(2)面接触，通过压紧螺栓(18)给挡板(16)与试样(2)之间施加预紧力，完成夹持动作。

压头机构(1)还包括接头(10)、固定螺母B(11)、连杆(12)和销(13)；试验装置通过接头(10)与试验机连接，连杆(12)的上端通过固定螺母B(11)与接头(10)固定，连杆(12)的下端通过销(13)与压头(14)连接。

所述的挡板(16)的工作端面为曲面，曲面弧度根据试样(2)调整尺寸设计。

夹板(15)的一侧开有定位孔(17)，定位孔(17)用于确定夹持机构(3)在支座(5)上位置。本发明的优点与积极效果在于：本发明提出的试验装置，以π型接头作为试样件，进行弯载损伤失效力学行为研究，获得接头强度值；可以适应不同曲率、长度和高度的π型接头试样，通用性强，减少了实验过程中夹具对试样的破坏。

附图说明

图1为本发明的π型接头试样示意图；

图2为本发明的试验装置的结构示意图；

图3为本发明的压头机构的结构示意图；(a)为正视图，(b)为轴测图；

图4为本发明的夹持机构的示意图；

图5为本发明的加持机构加持试样的示意图。

图中：

1-压头机构，2-试样，3-夹持机构，4-双头螺柱，5-支座，6-滑块，7-固定螺栓，

8-固定螺母A，9-导轨，10-接头，11-固定螺母B，12-连杆，13-销，14-压头，15-夹板，

16-挡板，17-定位孔，18-压紧螺栓。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

如图1所示，为本发明的π型接头试样，π型接头试样具有多曲面，采用图2所示的试验装置对其力学性能进行测试。本发明的试验装置可用于不同材料、不同曲面尺寸的π型接头力学性能测试。

如图2所示，本发明的测试多曲面π型接头力学性能的试验装置包括压头机构1、试样2、夹持机构3、双头螺柱4、支座5、滑块6、固定螺栓7、固定螺母A8和导轨9。试样2如图1所示。

试样2用4个加持机构3固定在支座5上。加持试样2一侧的上下两个夹持机构3之间通过双头螺柱4连接，通过调节上下夹持机构3之间的距离，可以满足不同高度的π型接头试样。位于下方的两个夹持机构3分别固定在一个支座5中，每个支座5和一个滑块6固定一起。滑块6通过固定螺栓7和固定螺母A8固定在导轨9上，并且滑块6可以在导轨9上移动，从而可满足不同长度的π型接头试样。压头机构1的压头为曲面，与试样2为曲面接触。

如图3所示，压头机构1包括接头10、固定螺母B11、连杆12、销13和压头14。试验装置通过接头10与试验机连接，压头机构1通过压头14与π型接头试样面接触。压头14的工作端面为曲面，工作端面的弧度可通过调整尺寸设计适应不同研究对象需求。连杆12的上端通过固定螺母B11与接头10固定，下端通过销13与压头14连接。

如图4所示，夹持机构3包括夹板15、挡板16、定位孔17和压紧螺栓18。挡板16在夹板15中可以左右移动，通过压紧螺栓18给挡板16与π型接头试样2之间施加预紧力，从而完成夹持动作。夹板15的一侧开有定位孔17，通过定位孔17确定夹持机构3在支座5上位置。如图5所示为加持机构加持试样的示意图。

挡板16实现了与π型接头试样2面接触，一方面可以使得挡板将π型接头试样稳定的压紧，减少了实验过程中夹具对试样2的破坏，另一方面夹持动作通过压紧螺栓18给挡板16与π接头试样2之间施加预紧力。

夹板15设计的一侧是与试样2相配合的曲面。挡板16的工作端面为曲面，可通过调整尺寸设计适应不同研究对象需求。

在实验时，通过与试验机相连接的压头14给试样2施加向下的位移载荷，直到试样2失效。通过记录试样2在实验过程中各个位置的应变与载荷，研究试样2的薄弱位置以及承载能力。

Claims (7)

1.一种测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，其特征在于，包括压头机构(1)、试样(2)、夹持机构(3)、双头螺柱(4)、支座(5)、滑块(6)和导轨(9)；

所述的试样(2)用4个夹持机构(3)加持，位于加持试样(2)一侧的上下两个夹持机构(3)之间通过双头螺柱(4)连接，位于下方的两个夹持机构(3)分别固定在一个支座(5)中；每个支座(5)和一个滑块(6)固定一起；滑块(6)固定在导轨(9)上，且能在导轨(9)上移动；所述的压头机构(1)包括压头(14)，压头(14)的工作端面为曲面，与试样(2)曲面接触；

所述的夹持机构(3)包括夹板(15)、挡板(16)和压紧螺栓(18)；所述的挡板(16)能在夹板(15)中左右移动，挡板(16)与试样(2)面接触，通过压紧螺栓(18)给挡板(16)与试样(2)之间施加预紧力，完成夹持动作。

2.根据权利要求1所述的测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，其特征在于，所述的位于加持试样(2)一侧的上下两个夹持机构(3)，通过调节双头螺柱(4)改变上下夹持机构(3)间的距离，以满足不同高度的π型接头试样。

3.根据权利要求1所述的测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，其特征在于，所述的滑块(6)通过固定螺栓和固定螺母固定在导轨(9)上，通过调节两个滑块(6)之间的距离，以满足不同长度的π型接头试样。

4.根据权利要求1所述的测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，其特征在于，所述的压头机构(1)还包括接头(10)、固定螺母B(11)、连杆(12)和销(13)；试验装置通过接头(10)与试验机连接，连杆(12)的上端通过固定螺母B(11)与接头(10)固定，连杆(12)的下端通过销(13)与压头(14)连接。

5.根据权利要求1或4所述的测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，其特征在于，所述的压头(14)的工作端面弧度根据试样(2)调整尺寸设计，以适应不同曲面的π型接头试样。

6.根据权利要求1所述的测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，其特征在于，所述的挡板(16)的工作端面为曲面，曲面弧度根据试样(2)调整尺寸设计。

7.根据权利要求1所述的测试多曲面π型接头力学性能的试验装置，其特征在于，所述的夹板(15)的一次开有定位孔(17)，定位孔(17)用于确定夹持机构(3)在支座(5)上位置。