CN109649682B - 一种机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，包括底座，底座两端设置有两个对称的长条孔，每个长条孔上设置有一个支持座和两个侧立板，两个侧立板位于支持座外侧，两个支持座上方固定设置有机翼梁试验件，机翼梁试验件两端分别与每个长条孔上的两个侧立板固定连接，机翼梁试验件中部前后分别设置有两个加载端夹板，加载端夹板顶部设置有加载夹头，机翼梁试验件两端前后分别设置有一个支持端夹板，支持端夹板底端设置有支持垫板，本发明对机翼梁结构受大载荷、大变形下的屈曲疲劳问题，形成了机翼梁试验件三点弯屈曲疲劳的试验能力，同时对机翼梁试验件侧向位移进行了合理的约束，提高了机翼梁屈曲疲劳试验中载荷、位移及寿命数据的准确性。

Description

一种机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具
技术领域
本发明涉及飞机结构疲劳试验技术领域，尤其涉及一种机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具。
背景技术
飞机机体结构及其典型部件大多是薄壁结构，尤其对于通用飞机，如机身机翼壁板、机翼梁腹板等。现代飞机结构愈来愈趋向于使用由高强度材料组成的薄壁轻型构件，以充分发挥材料的承载能力。在飞机起飞－巡航－降落过程中，机翼梁主要承受剪切和弯曲载荷的反复作用，机翼梁腹板在剪切疲劳载荷作用下，容易发生屈曲疲劳破坏。因此，对飞机机翼梁屈曲疲劳性能研究具有重要意义。
目前，三点弯曲的力学试验装置较多，但往往只是针对简单结构的试验件进行弯曲性能测试。对于机翼梁试验件，如何实现三点弯加载，现阶段还没有相关技术方案的公开。
发明内容
本发明的目的：提供一种机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，用于疲劳试验机上，可以对机翼梁试验件的侧向位移进行了合理的约束，满足飞机翼梁结构试验件的支持状态，能提高机翼梁屈曲疲劳试验中载荷、位移及寿命数据的准确性。
本发明的技术方案：
一种机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，包括底座，所述的底座两端设置有两个对称的长条孔，每个长条孔上设置有一个支持座和两个侧立板，所述的两个侧立板位于支持座外侧，所述的两个支持座上方固定设置有机翼梁试验件，所述的机翼梁试验件两端分别与每个长条孔上的两个侧立板固定连接，所述的机翼梁试验件中部前后表面分别设置有两个加载端夹板，所述的加载端夹板顶部设置有加载夹头，所述的机翼梁试验件两端前后表面分别设置有一个支持端夹板，所述的支持端夹板底端设置有支持垫板，实现三点弯加载。
所述的机翼梁试验件中部前后为两个对称的中间过渡区，所述的中间过渡区外侧为试验区，所述的试验区外侧为边缘过渡区，所述的加载端夹板通过固定螺栓设置在中间过渡区，所述的支持端夹板通过固定螺栓设置在边缘过渡区。
所述的加载夹头上设置有大螺栓孔，所述的加载端夹板顶部水平面也设置有大螺栓孔，所述的加载夹头与加载端夹板通过螺栓穿过各自的大螺栓孔进行连接。
所述的支持垫板顶部设置有大螺栓孔，所述的支持端夹板底部水平面也设置有大螺栓孔，所述的支持垫板与支持端夹板通过螺栓穿过各自的大螺栓孔进行连接。
所述的加载端夹板及支持端夹板上均设置有若干小螺栓孔。
所述的机翼梁试验件为铝合金铆接薄壁结构。
所述的加载夹头、支持垫板、支持座均由45钢制成。
所述的加载端夹板、支持端夹板、侧立板及底座均由Q235钢制成。
所述的底座固定设置在疲劳试验机上。
本发明的有益效果：
1)本发明对机翼梁结构受大载荷、大变形下的屈曲疲劳问题，形成了机翼梁试验件三点弯屈曲疲劳的试验能力；
2)本发明对机翼梁试验件侧向位移进行了合理的约束，提高了机翼梁屈曲疲劳试验中载荷、位移及寿命数据的准确性；
3)本发明易拆卸、结构简单、成本低廉。
附图说明
图1为本发明机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具示意图；
图2为加载夹头结构示意图；
图3为机翼梁试验件结构示意图；
图4为加载端夹板结构示意图；
图5为支持端夹板结构示意图；
图6为侧立板结构示意图；
图7为支持座结构示意图；
图8为支持垫板结构示意图
图9为底座结构示意图；
图中标识：1－加载夹头、2－加载端夹板、3－机翼梁试验件、4－支持端夹板、5－侧立板、6－支持垫板、7－支持座、8－底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的介绍，参见图1，本发明所述的机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具由加载夹头1、加载端夹板2、机翼梁试验件3、支持端夹板4、侧立板5、支持垫板6、支持座7和底座8组成。
所述的底座8两端设置有两个对称的长条孔，每个长条孔上设置有一个支持座7和两个侧立板5，所述的两个侧立板5位于支持座7外侧，所述的两个支持座7上方固定设置有机翼梁试验件3，所述的机翼梁试验件3两端分别与每个长条孔上的两个侧立板5固定连接，所述的机翼梁试验件3中部前后表面分别设置有两个加载端夹板2，所述的加载端夹板2顶部设置有加载夹头1，所述的机翼梁试验件3两端前后分别设置有一个支持端夹板4，所述的支持端夹板4底端设置有支持垫板6，实现三点弯加载，同时，本发明对机翼梁试验件3的侧向位移进行了合理的约束，满足机翼梁试验件3的支持状态，提高了机翼梁屈曲疲劳试验中载荷、位移及寿命数据的准确性。
所述的机翼梁试验件3中部前后表面为两个对称的中间过渡区，所述的中间过渡区外侧为试验区，所述的试验区外侧为边缘过渡区，所述的加载端夹板2通过固定螺栓设置在中间过渡区，加载端夹板2与中间过渡区为配钻安装方式，不会影响到机翼梁试验件3试验区应力分布，所述的支持端夹板4通过固定螺栓设置在边缘过渡区，支持端夹板4与边缘过渡区为配钻安装方式，也不会影响到机翼梁试验件试验区应力分布。
所述的加载夹头1上设置有大螺栓孔，所述的加载端夹板2顶部水平面也设置有大螺栓孔，所述的加载夹头1与加载端夹板2通过螺栓穿过各自的大螺栓孔进行连接。
所述的支持垫板6顶部设置有大螺栓孔，所述的支持端夹板4底部水平面也设置有大螺栓孔，所述的支持垫板6与支持端夹板4通过螺栓穿过各自的大螺栓孔进行连接。
所述的加载端夹板2及支持端夹板4上均设置有若干小螺栓孔，加载端夹板2上的小螺栓孔用于连接安装机翼梁试验件3中间过渡区，支持端夹板4上小螺栓孔用于连接安装机翼梁试验件3边缘过渡区。
所述的机翼梁试验件3为铝合金铆接薄壁结构。
所述的加载夹头1、支持垫板6、支持座7均由45钢制成。
所述的加载端夹板2、支持端夹板4、侧立板5及底座8均由Q235钢制成，所述的加载端夹板2、支持端夹板4由不等边Q235角钢加工而成。
所述的底座8固定设置在疲劳试验机上。
本发明所述的机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具安装过程：
1)机翼梁试验件3中间过渡区与加载端夹板2垂直长边上的小螺栓孔配钻加工后通过螺栓安装连接，加载端夹板2水平短边的大螺栓孔通过螺栓和加载夹头1连接；
2)机翼梁试验件3两侧的边缘过渡区与支持端夹板4垂直长边上的小螺栓孔配钻加工后通过螺栓安装连接，支持端夹板4水平短边的大螺栓孔通过螺栓和支持垫板6连接；
3)将底座8安装在疲劳试验机的下端；
4)在底座8上安装两个支持座7；
5)将安装好的机翼梁试验件3放置在两个支持座7上，加载夹头1夹持在试验机的上端；
6)在底座8上安装四个侧立板5，约束机翼梁试验件3的侧向位移。

Claims (8)

1.一种针对薄壁结构机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：包括底座(8)，所述的底座(8)两端设置有两个对称的长条孔，每个长条孔上设置有一个支持座(7)和两个侧立板(5)，所述的两个侧立板(5)位于支持座(7)外侧，两个 所述支持座(7)上方固定设置有机翼梁试验件(3)，所述的机翼梁试验件(3)两端分别与每个长条孔上的两个侧立板(5)固定连接，所述的机翼梁试验件(3)中部前后表面分别设置有两个加载端夹板(2)，所述的加载端夹板(2)顶部设置有加载夹头(1)，所述的机翼梁试验件(3)两端前后表面分别设置有一个支持端夹板(4)，所述的支持端夹板(4)底端设置有支持垫板(6)；所述的机翼梁试验件(3)中部前后表面为两个对称的中间过渡区，所述的中间过渡区外侧为试验区，所述的试验区外侧为边缘过渡区，所述的加载端夹板(2)通过固定螺栓设置在中间过渡区，加载端夹板(2)与中间过渡区为配钻安装方式，不会影响到机翼梁试验件(3) 试验区应力分布，所述的支持端夹板(4)通过固定螺栓设置在边缘过渡区，支持端夹板(4)与边缘过渡区为配钻安装方式，也不会影响到机翼梁试验件(3) 试验区应力分布。
2.根据权利要求1所述的一种针对薄壁结构机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述的加载夹头(1)上设置有大螺栓孔，所述的加载端夹板(2)顶部水平面也设置有大螺栓孔，所述的加载夹头(1)与加载端夹板(2)通过螺栓穿过各自的大螺栓孔进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种针对薄壁结构机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述的支持垫板(6)顶部设置有大螺栓孔，所述的支持端夹板(4)底部水平面也设置有大螺栓孔，所述的支持垫板(6)与支持端夹板(4)通过螺栓穿过各自的大螺栓孔进行连接。
4.据权利要求1所述的一种针对薄壁结构机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述的加载端夹板(2)及支持端夹板(4)上均设置有若干小螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的一种针对薄壁结构机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述的机翼梁试验件(3)为铝合金铆接薄壁结构。
6.根据权利要求1所述的一种机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述的加载夹头(1)、支持垫板(6)、支持座(7)均由45钢制成。
7.根据权利要求1所述的一种针对薄壁结构机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述的加载端夹板(2)、支持端夹板(4)、侧立板(5)及底座(8)均由Q235钢制成。
8.据权利要求1所述的一种针对薄壁结构机翼梁三点弯屈曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述的底座(8)固定设置在疲劳试验机上。
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