CN110553925B - 一种用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞机结构试验技术领域，具体涉及一种用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置；该装置由连接板、固定板、加热组件、充气组件、位移传感器组成，连接板与固定板将试验件夹持固定，所述连接板上设有通气孔，连接板与试验件之间设有腔体，通气孔与腔体连通；充气组件与通气孔接通后充气；加热组件通过支架连接在固定板上，对试验件进行加热；位移传感器用于监测试验件表面位移变化情况。本发明解决了高温环境下结构元件拉压强度的测试问题，结构简单，操作性好。

Description

一种用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置
技术领域
本发明属于飞机结构试验技术领域，具体涉及一种用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置；该装置用于对夹层结构在高温环境下的拉压强度测试。
背景技术
天线罩的性能指标要求越来越严酷，有些情况下需要了解天线罩在高温环境下剪切载荷耐受能力，例如在飞机尾喷口附近工作的天线罩，天线罩表面的温度会升高，同时在飞行过程中，天线罩需要承担气动载荷。基于这种情况，就需要测试天线罩在温度载荷和气动载荷双重作用下的力学性能。
现有的航空结构件拉压强度试验装置仅能实现单一的温度载荷或气动载荷作用下的剪切性能试验，需要不同是试验装置完成对应环境作用下的试验，无法同时满足在两种环境条件下的拉压强度试验。
发明内容
发明目的：为了解决高温使用环境下结构件力学性能测试问题，提出了一种用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置，该装置可以测试结构元件在温度载荷和压力载荷作用下的拉压强度。
技术方案：一种用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置，该装置由连接板、固定板、加热组件、充气组件、位移传感器组成，连接板与固定板将试验件夹持固定，所述连接板上设有通气孔，连接板与试验件之间设有腔体，通气孔与腔体连通；充气组件与通气孔接通后充气；加热组件通过支架连接在固定板上，对试验件进行加热；位移传感器用于监测试验件表面位移变化情况。
所述加热组件由多只卤钨灯组成；为了将卤钨灯产生的热量尽可能的汇聚在试验件表面，在卤钨灯的后侧设置有反射板，将卤钨灯不能直接照射的光反射至试验件表面，这样的设计能大大减少能量的散失。
在试验件表面设置有热电偶，便于实时测量试验件的温度。从温度及压力的变化考核试验件的抗拉压性能。
结构元件拉压强度测试装置工作原理：试验件由连接板和固定板通过螺钉夹持固定。加热组件中的卤钨灯对试验件进行加热。试验时，通过调节卤钨灯的数量和使用时间来测量试验件表面的温度，通过热电偶测量温度，热电偶含有测温元件，测量加热温度；同时，通过充气组件的充气系统控制试验件所处环境的压力。当位移传感器检测到试验件位移发生突变时，表示试验件发生破坏，记录此时的温度及压力。多次试验以提高试验结果的可靠性，直至完成拉压强度试验。
有益技术效果：本发明解决了高温环境下结构元件拉压强度的测试问题，结构简单，操作性好，可以直接指导设计和生产。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图2为本发明侧视图；
其中，1—气压管路；2—连接板；3—试验件；4—固定板；5—反射板；6—卤钨灯；7—热电偶；8—螺栓；9—支架；10—位移传感器；11—蜂窝处开孔；12—实芯区开孔。
具体实施方式
参见附图1-2，本发明涉及一种夹层结构件拉压强度测试装置，装置结构如图1所示。本发明主要由以下部件构成；气压管路1、连接板2、固定板4、反射板5、卤钨灯6、热电偶7、螺栓8、支架9、位移传感器10；具体的，一种用于高温条件下测试结构元件剪切强度的装置，该装置由连接板1、固定板4、加热组件、充气组件、位移传感器10组成，连接板2与固定板4将试验件3夹持固定，所述连接板2上设有通气孔，连接板2与试验件4之间设有腔体，通气孔与腔体连通；充气组件与通气孔接通后充气；加热组件通过支架9连接在固定板4上，对试验件3进行加热；位移传感器10用于监测试验件表面位移变化情况。测试装置在试验时，外部增加气压系统、可控硅加热控制系统以提高试验精度，便于实时测量。
具体实施过程中，试验装置中的加热组件由多只卤钨灯6组成；为了将卤钨灯6产生的热量尽可能的汇聚在试验件表面，在卤钨灯的后侧设置有反射板5，将卤钨灯不能直接照射的光反射至试验件3表面，这样的设计能大大减少能量的散失。
在试验件表面设置有热电偶7，便于实时测量试验件3的温度。从温度及压力的变化考核试验件的抗拉压性能。本试验中试验件3为夹层蜂窝结构，由外蒙皮、蜂窝、内蒙皮组成，夹层蜂窝边缘夹持段采用实芯结构，本试验重点考核内蒙皮与实芯结构的粘接强度。
具体试验过程为：在试验件3的A面每个蜂窝格孔对应的外蒙皮处开孔11，保证开孔穿透蒙皮不损伤蜂窝；在试验件3的B面实芯区域均布90个孔12。其中A面为试验件非加热面，B面为试验件正对卤钨灯的一面；连接板2、试验件3、固定板4通过螺栓8固定。反射板5和固定板4通过支架9固定。试验开始时，气压系统通过气压管路1对试验件3施加相应的载荷，气体通过试验件3上设置的开孔11到达蜂窝格孔内部，从而对试验件3的内蒙皮加载。通过卤钨灯6获得热量，获得的热量通过反射板5反射到试验件3表面。
通过调节卤钨灯6的数量和使用时间来测量试验件3表面的温度，通过热电偶7测量温度，通过位移传感器10检测试验件3的受力情况。当位移传感器10检测到试验件位移发生突变时，表示试验件发生破坏，记录此时的温度及压力。多次试验以提高试验结果的可靠性，直至完成拉压强度试验。

Claims (4)

1.一种用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置，其特征在于：该装置由连接板、固定板、加热组件、充气组件、位移传感器组成，连接板与固定板将试验件夹持固定，所述连接板上设有通气孔，连接板与试验件之间设有腔体，通气孔与腔体连通；充气组件与通气孔接通后充气；加热组件通过支架连接在固定板上，对试验件进行加热；位移传感器用于监测试验件表面位移变化情况；在试验件表面设置有热电偶；所述充气组件通过气压系统对充气量进行控制；所述加热组件由多只卤钨灯组成；在卤钨灯的后侧设置有反射板；
试验件为夹层蜂窝结构，由外蒙皮、蜂窝、内蒙皮组成；在试验件的A面每个蜂窝格孔对应的外蒙皮处开孔，保证开孔穿透蒙皮不损伤蜂窝；在试验件的B面实芯区域均布90个孔；其中A面为试验件非加热面，B面为试验件正对卤钨灯的一面；连接板、试验件、固定板通过螺栓固定；反射板和固定板通过支架固定；试验开始时，气压系统通过气压管路对试验件施加相应的载荷，气体通过试验件上设置的开孔到达蜂窝格孔内部，从而对试验件的内蒙皮加载；通过卤钨灯获得热量，获得的热量通过反射板反射到试验件表面；通过调节卤钨灯的数量和使用时间来调节试验件表面的温度，通过热电偶测量温度，通过位移传感器检测试验件的受力情况；当位移传感器检测到试验件位移发生突变时，表示试验件发生破坏，记录此时的温度及压力；多次试验以提高试验结果的可靠性，直至完成拉压强度试验。
2.根据权利要求1所述的用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置，其特征在于：试验件的加热通过可控硅加热控制系统进行控制。
3.根据权利要求1所述的用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置，其特征在于：所述卤钨灯通过螺钉固定在反射板上。
4.根据权利要求3所述的用于高温条件下测试结构元件拉压强度的装置，其特征在于：所述反射板通过支架安装在固定板上，反射板在支架上的位置可调节。
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