CN109752154A - 一种用于对接壁板结构的抗弯夹具及夹持方法 - Google Patents

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樊俊铃
陈先民
常文魁
庞宝才
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Abstract

本发明公开了一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，包括相对设置的上夹板和下夹板，所述上夹板两相对侧对称开设有若干长条孔，长条孔的轴线垂直于上夹板一侧边；上夹板上还开设有若干内螺纹孔；所述下夹板结构与上夹板结构完全相同；还包括套管螺栓和圆头支点螺栓，套管螺栓插入支撑套管后穿过上夹板和下夹板的长条孔，通过螺母固定上、下夹板和支撑套管；圆头支点螺栓可设置于上板或下夹板的内螺纹孔中。本发明中提出的抗弯夹具通用性好、加工成本低、安装工序简便、卡装效果好，降低了试验成本，有效提高试验效率。

Description

一种用于对接壁板结构的抗弯夹具及夹持方法
技术领域
本发明属于飞机结构试验设计技术领域，具体涉及一种卡装便捷、支点/跨度可调的对接壁板结构的抗弯夹具及其夹持方法。
背景技术
对接壁板结构是飞行器的关键传力路径之一，其构型中往往含有截面过渡区和成千上万的铆钉及螺栓等紧固件。通常在此连接区域内，结构所承受的载荷形式复杂，是飞行器结构的疲劳危险细节，因此该类结构的性能均需要通过疲劳试验进行验证，以保证飞行器结构的可靠性和安全性。由于对接结构，如单面搭接和单剪连接件，在试验加载过程中轴向载荷的传递路径会发生变化，即从一块基板传递至带板，再传至另一块基板，导致对接结构在对接区局部存在弯曲变形和附加弯矩，影响试验结果的可靠性。目前，国内所设计的防弯夹具主要是为特定对接结构类型而研制的，当结构规格变化时防弯夹具需要另行设计，成本高、通用性差，而且试验中存在卡装不便、摩擦力大和可靠性差等难题。本发明研制了一种对接壁板结构的抗弯夹具，通用性好，能有效限制对接壁板结构的局部弯曲变形和附加弯矩，而且抗弯夹具结构相对简单、安装便捷、其支持点和跨度可按对接结构的规格适当调整，降低加工成本和人工成本，缩短试验周期。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于提供一种卡装便捷且支点/跨度可调的对接壁板结构的抗弯夹具设计方法。该抗弯夹具便于卡装，其支持点位置可按对接壁板结构的弯曲变形量调整，其跨度可按对接壁板的规格调整，以满足抗弯需求，防止试验中结构的弯曲变形和附加弯矩，同时该设计方法可降低加工成本，加快试验进程。
发明技术解决方案
为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：
一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，包括相对设置的上夹板和下夹板，所述上夹板两相对侧对称开设有若干长条孔，长条孔的轴线垂直于上夹板一侧边；上夹板上还开设有若干内螺纹孔；所述下夹板结构与上夹板结构完全相同；还包括套管螺栓和圆头支点螺栓，套管螺栓插入支撑套管后穿过上夹板和下夹板的长条孔，通过螺母固定上、下夹板和支撑套管；圆头支点螺栓可设置于上板或下夹板的内螺纹孔中。
优选的，所述上夹板和下夹板为长方形板状，长条孔的轴线垂直于上夹板和下夹板的长边。
优选的，所述圆头支点螺栓包括头部和螺杆，螺杆外表面有螺纹，螺杆末端为半球形。
优选的，所述上夹板和下夹板上各开设有6个长条孔。
优选的，所述上夹板和下夹板上开设的部分内螺纹孔轴线与长条孔轴线共线。
优选的，所述上夹板和下夹板上各开设39个内螺纹孔。
一种用于对接壁板结构的抗弯夹具夹持方法，首先通过支撑套管按照对接壁板试验件厚度调整上、下夹板间距，将套管螺栓插入支撑套管后穿过上、下夹板的长条孔，通过螺母固定上、下夹板和支撑套管；然后将对接壁板试验件置入上、下夹板之间，通过将套管螺栓沿长条孔移动调整好抗弯夹具的跨度，调整完毕后拧紧螺母，由此便确定了上、下夹板的间距和跨度；最后将一定数量的圆头支点螺栓拧入上、下夹板的内螺纹孔中，圆头支点螺栓的位置与对接壁板试验件本身的紧固件位置相互交错，即完成对接壁板试验件的夹持。
本发明的优点
本发明的优点在于：
(1)本发明提出的抗弯夹具的上夹板和下夹板上开设有长条孔，便于支撑套管和套管螺栓位置的调整，所具备的优点是可在抗弯夹具的跨度范围内满足不同宽度的试验件的抗弯需求，可以解决现有的抗弯夹具跨度不便调整、通用性差、加工成本高、影响试验周期等问题。
(2)本发明可按需要将适当数量的圆头支点螺栓拧入上、下夹板的内螺纹通孔内，以限制试验件关键位置的弯曲变形，可保证对中效果，同时可减轻装置整体重量。圆头支点螺栓有效地降低了夹具和试验件之间的摩擦力，且安装简单、卡装效果可靠。
(3)本发明提出的抗弯夹具设计合理、结构简单、应用便捷，能够有效地防止疲劳试验过程中试验件的弯曲变形，降低夹具和试验件之间的摩擦力，提高试验加载和控制精度，其通用性可有效减少试验成本和人工成本。
附图说明
图1是一种单面搭接的对接壁板试验件示意图。
图2是上、下夹板示意图。
图3是支撑套管示意图。
图4是套管螺栓及配套螺母示意图。
图5是圆头支点螺栓示意图。
图6是本发明的一种用于对接壁板结构的抗弯夹具的装配示意图。
图6中：1-单面搭接的对接壁板试验件、2-套管螺栓、3-上夹板、4-螺母、5-圆头支点螺栓、6-下夹板、7-对接带板、8-支撑套管。
具体实施方式
结合发明内容概述和附图，详细说明本发明的具体实施方式。
参见附图，以尺寸为450mm×318mm的抗弯夹具为例，其适用的对接壁板试验件最大宽度为278mm，对接区最大长度360mm，其支点覆盖的范围为198mm×360mm。所述的对接壁板试验件是由一块对接带板7将两根长桁以单面搭接的形式连接而成，板材之间通过高锁螺栓紧固件进行固定。
一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，包括相对设置的结构完全相同的长方形板状的上夹板3和下夹板6，上、下夹板必须具备足够的刚度以抵抗对接壁板试验件在试验过程中的弯曲变形。所述上夹板3两相对侧对称开设有6个长条孔，长条孔的轴线垂直于上夹板3长边；其中一对长条孔轴线与上、下夹板长边轴线共线，其余两对长条孔对称分布并靠近上、下夹板的短边；上夹板3上还开设有若干内螺纹孔，内螺纹孔整齐排列为9排，每排内螺纹的轴线共线且与上、下夹板的短边平行，其中3排内螺纹的轴线与长条孔轴线共线，与长条孔位于同一排的内螺纹孔每排有3个，其余排每排5个，共39个内螺纹孔，位于上、下夹板长边轴线上的长条孔紧邻的两排内螺纹孔与位于上、下夹板长边轴线上内螺纹孔之间的轴间距小于其余排内螺纹孔之间的轴间距。还包括套管螺栓2和圆头支点螺栓5，套管螺栓2插入支撑套管8后穿过上夹板3和下夹板6的长条孔，通过螺母4固定上、下夹板和支撑套管8；圆头支点螺栓5可设置于上板3或下夹板6的内螺纹孔中。所述圆头支点螺栓5包括头部和螺杆，螺杆外表面有螺纹，螺杆末端为半球形。
一种用于对接壁板结构的抗弯夹具夹持方法，首先通过支撑套管按照对接壁板试验件厚度调整上、下夹板间距，支撑套管的长度需根据试验件厚度确定，将套管螺栓插入支撑套管后穿过上、下夹板的长条孔，通过螺母固定上、下夹板和支撑套管；然后将对接壁板试验件置入上、下夹板之间，通过将套管螺栓沿长条孔移动调整好抗弯夹具的跨度，调整完毕后拧紧螺母，由此便确定了上、下夹板的间距和跨度；最后将一定数量的圆头支点螺栓拧入上、下夹板的内螺纹孔中，来限制试验件的弯曲变形和附加弯矩，减轻结构整体重量，其布置应与试验件本身的高锁螺栓位置相互错开，也可保证对中效果。该圆头支点螺栓可以减小接触面积，有效减小支点螺栓和试验件之间的摩擦力。即完成对接壁板试验件的夹持。抗弯夹具与对接壁板试验件可在地面完成组装，然后可整体吊装、安装于试验机进行试验，降低人工成本。
本发明中提出的抗弯夹具既可以通过支撑套管、套管螺栓及螺母调整抗弯夹具所适用的跨度范围及厚度范围，又可以通过圆头支点螺栓固定试验件，调整对中程度，并限制其局部弯曲变形，提高抗弯效果。该抗弯夹具通用性好、加工成本低、安装工序简便、卡装效果好，降低了试验成本，有效提高试验效率。

Claims (7)

1.一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，其特征在于：包括相对设置的上夹板(3)和下夹板(6)，所述上夹板(3)两相对侧对称开设有若干长条孔，长条孔的轴线垂直于上夹板(3)一侧边；上夹板(3)上还开设有若干内螺纹孔；所述下夹板(6)结构与上夹板(3)结构完全相同；还包括套管螺栓(2)和圆头支点螺栓(5)，套管螺栓(2)插入支撑套管(8)后穿过上夹板(3)和下夹板(6)的长条孔，通过螺母(4)固定上、下夹板和支撑套管(8)；圆头支点螺栓(5)可设置于上板(3)或下夹板(6)的内螺纹孔中。
2.如权利要求1所述的一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，其特征在于：所述上夹板(3)和下夹板(6)为长方形板状，长条孔的轴线垂直于上夹板(3)和下夹板(6)的长边。
3.如权利要求1所述的一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，其特征在于：所述圆头支点螺栓(5)包括头部和螺杆，螺杆外表面有螺纹，螺杆末端为半球形。
4.如权利要求2所述的一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，其特征在于：所述上夹板(3)和下夹板(6)上各开设有6个长条孔。
5.如权利要求2所述的一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，其特征在于：所述上夹板(3)和下夹板(6)上开设的部分内螺纹孔轴线与长条孔轴线共线。
6.如权利要求5所述的一种用于对接壁板结构的抗弯夹具，其特征在于：所述上夹板(3)和下夹板(6)上各开设39个内螺纹孔。
7.一种使用权利要求1～6任一所述的一种用于对接壁板结构的抗弯夹具进行夹持的方法，其特征在于：首先通过支撑套管按照对接壁板试验件厚度调整上、下夹板间距，将套管螺栓插入支撑套管后穿过上、下夹板的长条孔，通过螺母固定上、下夹板和支撑套管；然后将对接壁板试验件置入上、下夹板之间，通过将套管螺栓沿长条孔移动调整好抗弯夹具的跨度，调整完毕后拧紧螺母，由此便确定了上、下夹板的间距和跨度；最后将一定数量的圆头支点螺栓拧入上、下夹板的内螺纹孔中，圆头支点螺栓的位置与对接壁板试验件本身的紧固件位置相互交错，即完成对接壁板试验件的夹持。
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