CN109612836B - 一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，属于结构试验力学领域，通过在底座上方设置有固定挡板，固定挡板内测焊接有滑轨，两侧的滑轨上安装有滑动轴承；试验件垂直置于底座上方，且位于固定挡板之间，通过滑动轴承夹持住试验件壁板，试验件上方设置有加载夹头；试验件前后两侧设置有可拆卸防护挡板；本发明采用滑动轴承支撑的方式，减小了摩擦力同时平衡了结构转变处的应力，限定试验件的面外位移，防止连接处面外载荷过大导致材料提前破坏，较为简单高效的使得弯折大壁板压缩的加载试验得以实现，且本发明结构简单可靠，精度高，维护简便，可在普通压力机上实现弯折大壁板的压缩试验，适用于各种环境下使用。

Description

一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置
技术领域
本发明涉及结构试验力学领域，指一种保证在整个加载过程中大壁板承受纯压缩载荷的试验装置，具体是一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置。
背景技术
在航空航天领域的多种工程结构中，上壁板对接结构是翼身对接的重要部分，通过壁板压缩试验对对接结构的多种形式进行选型试验，分析对比壁板结构在压缩载荷下的极限载荷及破坏模式是结构设计中的重要研究课题。实际壁板结构多为弯折型大壁板，极限载荷吨位较大，迫切需要在试验室中实现对各种材料进行特定载荷、特定环境状态的施加，来考核材料的机械强度，为结构设计提供科学依据。
长期以来，对于这一类材料试验实现低成本化十分困难。针对弯折大壁板压缩试验，目前可以采用多点协调液压伺服加载系统来实现，但由于试验件所承受的极限压缩载荷较大，另外试验件的实际尺寸也比较大，因此需要设计专门夹具来施加载荷，这些设备价格昂贵，对使用环境及人员操作都有严格的要求，并且结构件尺寸受制于试验机的尺寸和吨位，对于大型结构件、大载荷情况下弯折大壁板的机械强度考核存在困难。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，本发明的装置通过对弯折大壁板进行固定及施加压缩载荷，可以直接分析对比弯折大型壁板在压缩载荷下的极限载荷及破坏模式。本发明的装置其结构简单可靠，精度高，维护简便，可在普通压力机上实现弯折大壁板的压缩试验，也可在各种环境下使用。
本发明是这样实现的：
本发明公开的适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，包括底座，底座上方左右对称设置有固定挡板，左右固定挡板焊接于底座上。左右固定挡板内测分别焊接有滑轨，内测的滑轨可以设置为三道，两侧的滑轨上安装有滑动轴承，所述的滑动轴承沿着滑轨上下移动，且仅沿着滑轨竖直方向移动，通过锁紧螺栓固定位置。上下移动位置以适应不同尺寸的壁板试验件，移动到合适位置后通过锁紧螺栓固定在滑轨上。针对不同尺寸壁板试件，可调整滑动轴承位于滑轨的位置后采用锁紧螺栓锁紧，进而可实现对不同厚度试件的装夹。试验件垂直置于底座上方，且位于左右固定挡板之间，通过滑动轴承夹持住试验件壁板；所述的试验件上方设置有加载夹头；所述的试验件前后两侧设置有可拆卸防护挡板。
进一步，所述的固定挡板与底座的连接方式为焊接；所述的底座与固定挡板连接处外侧采用加强筋加强；所述的加强筋与底座、固定挡板的连接方式也为焊接。
进一步，所述的试验件与加载夹头之间设置有加载端简支刀口；加载端简支刀口安装在试验件上后，试验件与简支刀口直接压在试验机夹头下面，加载端简支刀口用于弯折大壁板结构件弯折处的支撑及减小摩擦,限定试验件的面外位移。通过在加载端设置简支刀口，便于精确加载，防止试验件出现屈曲破坏。
进一步，所述的试验件前后两侧设置有四块可拆卸防护挡板，所述的可拆卸防护挡板内测通过螺栓连接有防屈曲简支刀口；试验件前后两侧设有四块可拆卸防护挡板，防护挡板上通过螺栓连接有屈曲简支刀口，以避免试验过程中出现试验件屈曲。
进一步，所述的防屈曲简支刀口与可拆卸防护挡板之间通过卡槽及均匀分布的螺栓连接。
进一步，所述的试验件通过斜垫块置于底座上方，所述的斜垫块与试验件之间设置有固支端简支刀口，固支端简支刀口也是通过螺栓连接安装在斜垫块上。在固支端设置简支刀口，便于精确加载，防止试验件出现屈曲破坏。底座上设有斜垫块，以保证试验件固支端与垫块垂直。针对不同弯折角度的壁板试验件，可调整斜垫块角度，进而可实现对不同弯折角度试验件的装夹。相比较而言，该过程的实现更为方便快捷。
本发明与现有技术的有益效果在于：
1）本发明创新性的对弯折大壁板压缩试验件结构弯折处采用滑动轴承支撑的方式，减小了摩擦力同时平衡了结构转变处的应力，限定试验件的面外位移，防止连接处面外载荷过大导致材料提前破坏，较为简单高效的使得弯折大壁板压缩的加载试验得以实现；
2）本发明采用滑轨与锁紧螺栓对滑动轴承及试验件进行限位，解决了支撑和可移动之间的矛盾，降低了摩擦力的影响，可适应不同尺寸不同弯折角度试验件的装夹及试验；
3）本发明装置通过在加载端、固支端以及防止蒙皮屈曲部位设计简支刀口，便于精确加载，防止试验件出现屈曲破坏，试验得以简单高效的进行；
4）通过斜底座平衡试验件弯折角度，方便上夹头进行精确垂直加载，保证了载荷直接传递到大壁板考核段。
附图说明
图1为本发明一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置的试件内部装配示意图；
图2为本发明一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置的正视图；
图3为本发明一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置的俯视图；
图4为本发明一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置的整体视图；
其中，1-底座，2-加强筋，3-固定挡板，4-可拆卸防护挡板，5-滑轨，6-防屈曲简支刀口，7-加载夹头，8-加载端简支刀口，9-试验件壁板，10-滑动轴承，11-固支端简支刀口，12-斜垫块，13-试验件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1~4示，本发明一种适用于弯折大壁板压缩的试验装置，包括底座1，加强筋2，固定挡板3，可拆卸防护挡板4，滑轨5，防屈曲简支刀口6，加载夹头7，加载端简支刀口8，试验件壁板9，滑动轴承10，固支端简支刀口11，斜垫块12-,试验件13。左右对称设置的固定挡板3焊接于底座1上，底座1与固定挡板3采用加强筋2进行加强，加强筋2与底座1及固定挡板3的连接方式为焊接；固定挡板3内侧焊接有滑轨5，滑动轴承10位于滑轨5上，可以上下移动位置以适应不同尺寸的壁板试验件，移动到合适位置后通过锁紧螺栓固定在滑轨5上。
试验件13垂直置于底座1上方，且位于左右固定挡板3之间，通过滑动轴承10夹持住试验件壁板9；所述的试验件13上方设置有加载夹头7；试验件13前后两侧设置有可拆卸防护挡板4。试验件13与加载夹头7之间设置有加载端简支刀口8，加载端简支刀口8用于弯折大壁板结构件弯折处的支撑及减小摩擦,限定试验件的面外位移。
试验件前后两侧设有四块可拆卸防护挡板4，防护挡板上通过螺栓连接有防屈曲简支刀口6，防屈曲简支刀口6与可拆卸防护挡板4之间通过卡槽及均匀分布的螺栓连接，以避免试验过程中出现试验件屈曲。
底座1上设有斜垫块12，以保证试验件固支端与垫块垂直，针对不同弯折角度的壁板试验件，可调整斜垫块角度，进而可实现对不同弯折角度试验件的装夹；斜垫块12与试验件13之间设置有固支端简支刀口11，在固支端设置简支刀口，便于精确加载，防止试验件出现屈曲破坏。
具体实施步骤：
步骤一：移动滑动轴承10于合适位置（试验件结构弯折处），通过锁紧螺栓固定滑动轴承10于固定挡板3；
步骤二：通过卡槽及螺栓将后两块可拆卸防护挡板4连接于固定挡板3上；
步骤三：根据试验件位置，将后两块防屈曲简支刀口6通过螺栓及卡槽固定于后两块可拆卸防护挡板4上；
步骤四：根据试验件弯折角度，将相应角度的斜垫块12卡入底座1垫块槽中；
步骤五：将试验件装配到试验装置中，安装其余简支刀口及可拆卸防护挡板；
步骤六：打开试验机，驱动液压作动筒带动加载夹头7实现逐步加载试验载荷，对试件产生压缩载荷，同时为了保证在整个加载过程中壁板承受纯压缩载荷，通过滑动轴承10对其面外位移进行限制。进行压缩载荷试验；
步骤七：试验完成后，关闭液压及电源，拆卸试验装置并对试验装置进行卫生清理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，包括底座（1），其特征在于，所述的底座（1）上方左右对称设置有固定挡板（3），左右固定挡板（3）内测焊接有滑轨（5），两侧的滑轨（5）上安装有滑动轴承（10），所述的滑动轴承（10）沿着滑轨（5）上下移动，移动到设定位置后通过锁紧螺栓固定在滑轨（5）上；试验件（13）垂直置于底座（1）上方，且位于左右固定挡板（3）之间，通过滑动轴承（10）夹持住试验件壁板（9）；所述的试验件（13）上方设置有加载夹头（7）；所述的试验件（13）前后两侧设置有可拆卸防护挡板（4）；所述的试验件（13）通过斜垫块（12）置于底座（1）上方，所述的斜垫块（12）与试验件（13）之间设置有固支端简支刀口（11）；所述的可拆卸防护挡板（4）内侧通过螺栓连接有防屈曲简支刀口（6）；
进行压缩载荷试验的具体实施步骤为：
步骤一：移动滑动轴承（10）于试验件结构弯折处，通过锁紧螺栓固定滑动轴承（10）于固定挡板（3）；步骤二：通过卡槽及螺栓将后两块可拆卸防护挡板（4）连接于固定挡板（3）上；步骤三：根据试验件位置，将后两块防屈曲简支刀口（6）通过螺栓及卡槽固定于后两块可拆卸防护挡板（4）上；步骤四：根据试验件弯折角度，将相应角度的斜垫块（12）卡入底座（1）垫块槽中；步骤五：将试验件装配到试验装置中，安装其余简支刀口及可拆卸防护挡板；步骤六：打开试验机，驱动液压作动筒带动加载夹头（7）实现逐步加载试验载荷，对试件产生压缩载荷，同时为了保证在整个加载过程中壁板承受纯压缩载荷，通过滑动轴承（10）对其面外位移进行限制，进行压缩载荷试验。
2.根据权利要求1所述的一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，其特征在于，所述的固定挡板（3）与底座（1）的连接方式为焊接；所述的底座（1）与固定挡板（3）连接处外侧采用加强筋（2）加强；所述的加强筋（2）与底座（1）、固定挡板（3）的连接方式也为焊接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，其特征在于，所述的试验件（13）与加载夹头（7）之间设置有加载端简支刀口（8）。
4.根据权利要求1所述的一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，其特征在于，所述的试验件（13）前后两侧设置有四块可拆卸防护挡板（4）。
5.根据权利要求4所述的一种适用于弯折大壁板的立式压缩试验装置，其特征在于，所述的防屈曲简支刀口（6）与可拆卸防护挡板（4）之间通过卡槽及均匀分布的螺栓连接。
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