CN110672402A - 一种复合材料加筋壁板剪切试验件 - Google Patents

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Abstract

一种复合材料加筋壁板剪切试验件，试验件的周边是试验夹持用的加载区，试验件的中心是方形的试验考核区，试验考核区为复合材料加筋壁板，含有蒙皮和与蒙皮一体成型的多个长桁，所述的长桁含有与蒙皮相贴的底缘以及垂直于底缘的凸缘，所述试验考核区的蒙皮四边分别凸出延伸形成加载区的基体层，在与长桁平行的两侧加载区蒙皮基体层的上表面设有一层加强层，在与长桁垂直方向的两侧加载区蒙皮基体层的上表面，长桁4的底缘6与蒙皮共同延伸形成加载区，另有一个加强框连接在试验件的下表面，该加强框设有与加载区匹配的四个加强边，四个加强边连接成一个加强框。

Description

一种复合材料加筋壁板剪切试验件
技术领域
本申请涉及复合材料试验技术，进一步是一种复合材料加筋壁板剪切试验件。
背景技术
复合材料加筋壁板结构是飞机中最常用的壁板结构，是以蒙皮+长桁的形式固化而成，要准确的验证结构的承载能力和稳定性，就需要做加筋壁板的剪切试验，目前复合材料加筋壁板剪切试验有成熟的试验方法，同金属结构的加筋壁板剪切试验一样，一般通过四边夹持、对角拉伸来实现。但是复合材料加筋壁板剪切试验件存在的问题是长桁一般是从考核区到加载连接区自然截止，但是复合材料结构的缺点是纵向(铺层厚度方向)结构性能弱，易出现分层的情况，在试验加载过程中，长桁端头处易出现长桁底缘与蒙皮分层的情况，且破坏区域会出现在加载连接区而非考核区域，无法达到试验目的。
发明内容
本申请目的是：为解决上述问题，本申请提出一种复合材料加筋壁板剪切试验件。以保证考核区和加载区结构连续，避免载荷发生突变，载荷能均匀的从试验件加载区传递到考核区，剪切应力分布均匀，可以有效的解决长桁底缘与蒙皮分层的情况，更好的避免破坏出现在加载连接区，从而确保达到剪切试验的目的。
一种复合材料加筋壁板剪切试验件，试验件的周边是试验夹持用的加载区，试验件的中心是方形的试验考核区，试验考核区为复合材料加筋壁板，含有蒙皮和与蒙皮一体成型的多个长桁，所述的长桁含有与蒙皮相贴的底缘以及垂直于底缘的凸缘，其特征在于，所述试验考核区的蒙皮四边分别凸出延伸形成加载区的基体层，在与长桁平行的两侧加载区蒙皮基体层的上表面设有一层加强层8，该加强层8与长桁4的底缘6厚度相当，在与长桁垂直方向的两侧加载区蒙皮基体层的上表面，长桁4的底缘6与蒙皮共同延伸形成加载区，另有一个加强框5连接在试验件的下表面，该加强框设有与加载区匹配的四个加强边，四个加强边连接成一个加强框。
实验时，将试验件的加载区连接到加载连接板上，通过加载板对角拉伸试验件施加剪切载荷。
本申请的有益效果在于：将长桁底缘铺放延伸到加载区，以保证考核区和加载区结构连续，避免载荷发生突变，载荷能均匀的从试验件加载区传递到考核区、剪切应力分布均匀、防止结构偏心引起附加弯曲的同时，可以有效的解决长桁底缘与蒙皮分层的情况，更好的避免破坏出现在实验区与加载区的连接区，更易于达到剪切试验目的。且自动铺带技术与热隔膜工艺的结合使用可以大幅提高试验件的制造效率，保证铺贴质量的稳定性。
以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述。
附图说明
图1是复合材料加筋壁板剪切试验件示意图
图2是加强框结构示意图。
图3是平行长桁方向试验件剖面结构示意图。
图4是垂直长桁方向试验件剖面结构示意图。
图5是与试验件匹配的加载连接板结构示意图。
图中编号说明：1加载区、2考核区、3蒙皮、4长桁、5加强框、6底缘、7凸缘、8加强层、9加载连接板
具体实施方式
参见附图，本申请提供的复合材料加筋壁板剪切试验件，试验件的本体是一块方形的复合材料加筋壁板，试验件的周边是试验夹持用的加载区1，试验件的中心是试验考核区2，所述的试验考核区2含有蒙皮3和与蒙皮3一体成型的多个长桁4，所述的长桁4含有与蒙皮1相贴的底缘6以及垂直于底缘的凸缘7，所述考核区的蒙皮四边分别凸出延伸形成加载区的基体层，在与长桁平行的两侧加载区蒙皮基体层的上表面设有一层加强层8，该加强层8与长桁4的底缘6厚度相当，在与长桁垂直方向的两侧加载区蒙皮基体层的上表面，长桁4的底缘6与蒙皮共同延伸形成加载区，另有一个加强框5连接在试验件的下表面，该加强框设有与加载区匹配的四个加强边，四个加强边连接成一个加强框。
所述的加载区1包含四个加载边，每个加载边分别是考核区2一侧边延伸出的长方形体，相邻加载边的根部相连。
所述的蒙皮3、长桁4、加强层8和加强框5均为复合材料层压板结构形式，采用自动铺带工艺进行铺贴。
铺贴顺序为先蒙皮3，然后以蒙皮3外表面为贴模面铺贴下表面的加强框5，再以蒙皮3的上表面作为贴模面完成加强层8的铺贴，同时进行长桁4的铺贴和预成型，最后再一次固化成型。
所述长桁底缘延伸至蒙皮的边缘，长桁的凸缘止于加载区。
长桁4铺贴下料时，长桁底缘6需要达到净尺寸状态，即底缘6的尺寸包含了考核区与加载区，与蒙皮的延伸等长，这样成型后长桁底缘边界无需再加工。长桁是采用自动铺带与热隔膜工艺相结合使用，采用热隔膜预成型前，先将单向带预浸料铺贴成平板，然后采用热隔膜预成型工艺在合适的温度下折弯形成所需形状。再将长桁转移并精确定位至蒙皮的内表面。
实验时，将试验件的加载区固定连接到加载连接板9的四个边上，通过对角拉伸加载连接板向试验件施加剪切载荷进行试验。

Claims (5)

1.一种复合材料加筋壁板剪切试验件，试验件的周边是试验夹持用的加载区，试验件的中心是方形的试验考核区，试验考核区为复合材料加筋壁板，含有蒙皮和与蒙皮一体成型的多个长桁，所述的长桁含有与蒙皮相贴的底缘以及垂直于底缘的凸缘，其特征在于，所述试验考核区的蒙皮四边分别凸出延伸形成加载区的基体层，在与长桁平行的两侧加载区蒙皮基体层的上表面设有一层加强层，该加强层与长桁的底缘厚度相当，在与长桁垂直方向的两侧加载区蒙皮基体层的上表面，长桁的底缘延伸叠加在基体层上形成加载区，另有一个加强框连接在试验件加载区的下表面，该加强框设有与加载区匹配的四个加强边，四个加强边连接成一个加强框。
2.如权利要求1所述的复合材料加筋壁板剪切试验件，其特征在于，所述的加载区包含四个加载边，每个加载边分别是考核区一侧边延伸出的长方形体，相邻加载边的根部弧形过渡相连。
3.如权利要求1所述的复合材料加筋壁板剪切试验件，其特征在于，所述的蒙皮、长桁、加强层和加强框均为复合材料层压板结构形式，采用自动铺带工艺进行铺贴。
4.如权利要求1或2或3所述的复合材料加筋壁板剪切试验件，其特征在于，铺贴顺序为先蒙皮，然后以蒙皮外表面为贴模面铺贴下表面的加强框，再以蒙皮的上表面作为贴模面完成加强层的铺贴，同时进行长桁的铺贴和预成型，最后再一次固化成型。
5.如权利要求4所述的复合材料加筋壁板剪切试验件，其特征在于，所述长桁底缘向前和两侧延伸，覆盖整个加载边的蒙皮基体层，长桁的凸缘止于加载区。
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