CN111965049A - 一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空复合材料检测技术领域，公开了一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置和方法，装置包括A板、B板、C板和D板，A板通过第二连杆和第四连杆与C板连接，B板通过第一连杆和第三连杆与D板连接，第二连杆和第四连杆穿过B板上的两个通孔，第一连杆和第三连杆穿过C板上的两个通孔，第一剪切试板一端连接C板，另一端伸向B板，第二剪切试板一端连接B板，另一端伸向C板，第一剪切试板和第二剪切试板设在同一垂度位置上，第一剪切试板和第二剪切试板之间设有放置待测蜂窝结构的间隙。本发明具有通用性和重复性，消除了带有加长杆夹头的试验机施加压缩载荷时，因夹头偏心对测试数据产生的影响，提高了测试数据的准确性。
Description
技术领域
本发明属于航空复合材料检测技术领域，涉及一种航空复合材料产品剪切性能的检测方法，具体涉及一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置和方法。
背景技术
航空复合材料产品，特别是蜂窝结构，需要对其进行压缩试验，测试其在一定载荷力下的变形程度，来判断该材料或者结构的性能。
测试蜂窝结构剪切性能的实现方案为GB/T1455《夹层结构或芯子剪切性能试验方法》，通过对与试样胶接的金属加载块施加拉伸或者压缩载荷，沿夹层结构面板方向对芯子产生平面剪切，从而测得芯子的剪切性能。试验原理示意图如图1所示。
但是，压缩加载模式时，带有加长杆夹头偏心对试验机及测试结果将产生影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置和方法，消除了带有加长杆夹头的试验机施加压缩载荷时，因夹头偏心对测试数据产生的影响，提高了测试数据的准确性，有效的保护了试验机的夹头，提高了试验过程的安全性。
本发明的技术方案是：
一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，包括A板、B板、C板和D板，A板通过第二连杆和第四连杆与C板连接，B板通过第一连杆和第三连杆与D板连接，第二连杆和第四连杆穿过B板上的两个通孔，第一连杆和第三连杆穿过C板上的两个通孔，第一剪切试板一端连接C板，另一端伸向B板，第二剪切试板一端连接B板，另一端伸向C板，第一剪切试板和第二剪切试板设在同一垂度位置上，第一剪切试板和第二剪切试板之间设有放置待测蜂窝结构的间隙，第一剪切试板和第二剪切试板之间连接有应变计。
进一步的，A板和D板的反方向端头连接试验机的夹持设备。利用试验机来对A板和D板进行拉动，可以精确控制拉动力值。
进一步的，设有两个应变计，一个应变计通过连接装置连接在第一剪切试板和第二剪切试板靠B板方向之间，另一个应变计通过连接装置连接在第一剪切试板和第二剪切试板靠C板方向之间。通过应变计来测量蜂窝结构的位移量，数据更加精确。
进一步的，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的长度相同。使得整个设备结构稳定可靠。
进一步的，试验机和应变计连接上位机。通过上位机可以自动启动试验机，并且完成测量。
进一步的，第一剪切试板通过C板上的V形卡槽可拆卸地与C板连接，第二剪切试板通过B板上的V形卡槽可拆卸地与B板连接。利用V形卡槽来连接，可以便于剪切试板的拆卸和安装，并且安装后在试验中稳定性良好。
一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的方法，使用上述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，首先将蜂窝结构放置在第一剪切试板和第二剪切试板之间的间隙内，使蜂窝结构的上下两侧分别与第一剪切试板和第二剪切试板粘贴；然后控制试验机用拉伸模式拉伸A板和D板，A板和D板根据结构的作用带动B板和C板靠拢，应变计测量第一剪切试板和第二剪切试板的位移量，上位机以此计算得到蜂窝结构的剪切模量。
进一步的，上位机计算两个应变计测量的平均值来计算蜂窝结构的剪切模量。所得到的数据更加精确。
本发明的优点是：
1.此测试方法可实现使用拉伸加载方式测试夹层结构或芯子压缩剪切性能；
2.试验夹具具有通用性和重复性，消除了带有加长杆夹头的试验机施加压缩载荷时，因夹头偏心对测试数据产生的影响，提高了测试数据的准确性。
附图说明
图1为背景技术的蜂窝结构剪切性能试验原理示意图；
图2为本发明的试验原理示意图；
其中，1—A板，2—B板，3—C板，4—D板，5—第一连杆，6—第二连杆，7—第三连杆，8—第四连杆，9—第一剪切试板，10—第二剪切试板，11—应变计。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
本发明的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，如图2所示，包括A板1、B板2、C板3和D板4，A板1通过第二连杆6和第四连杆8与C板3连接，B板2通过第一连杆5和第三连杆7与D板4连接，第二连杆6和第四连杆8穿过B板2上的两个通孔，第一连杆5和第三连杆7穿过C板3上的两个通孔，第一剪切试板9一端连接C板3，另一端伸向B板2，第二剪切试板10一端连接B板2，另一端伸向C板3，第一剪切试板9和第二剪切试板10设在同一垂度位置上，第一剪切试板9和第二剪切试板10之间设有放置待测蜂窝结构的间隙，第一剪切试板9和第二剪切试板之间10连接有应变计11。
A板1和D板4的反方向端头连接试验机的夹持设备。利用试验机来对A板和D板进行拉动，可以精确控制拉动力值。
设有两个应变计11，一个应变计11通过连接装置连接在第一剪切试板9和第二剪切试板10靠B板2方向之间，另一个应变计11通过连接装置连接在第一剪切试板9和第二剪切试板10靠C板3方向之间。通过应变计来测量蜂窝结构的位移量，数据更加精确。
第一连杆5、第二连杆6、第三连杆7和第四连杆8的长度相同。使得整个设备结构稳定可靠。
试验机和应变计11连接上位机。通过上位机可以自动启动试验机，并且完成测量。
第一剪切试板9通过C板3上的V形卡槽可拆卸地与C板3连接，第二剪切试板10通过B板2上的V形卡槽可拆卸地与B板2连接。利用V形卡槽来连接，可以便于剪切试板的拆卸和安装，并且安装后在试验中稳定性良好。
一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的方法，使用上述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，首先将蜂窝结构放置在第一剪切试板和第二剪切试板之间的间隙内，使蜂窝结构的上下两侧分别与第一剪切试板和第二剪切试板粘贴；然后控制试验机用拉伸模式拉伸A板和D板，A板和D板根据结构的作用带动B板和C板靠拢，应变计测量第一剪切试板和第二剪切试板的位移量，上位机以此计算得到蜂窝结构的剪切模量；上位机计算两个应变计测量的平均值来计算蜂窝结构的剪切模量。所得到的数据更加精确。
下面结说明本发明另一个实施例。
本发明设计了一种拉-压转换装置，采用第一和第三连杆与B和D加载平板固定连接，第二和第四连杆与A和C加载平板固定连接。当施加拉伸载荷时，B和D加载平板通过连接的第一和第三连杆联动；A和C加载平板通过连接第二和第四连杆联动，实现使用试验机拉伸模式对试样进行压缩加载。两块剪切试板通过连接爪与两个应变计连接。试验原理示意图如图1所示：通过应变计测得的变形量，经过计算得到剪切模量
1.带V型卡槽的拉-压转换装置；
2.金属加载块分别连接2个应变计测量剪切微变形，计算两个应变计变形的平均值得出夹层结构或芯子的剪切微变形。
第一和第三连杆连接固定B和D加载平板。第二和第四连杆连接固定A和C加载平板。当施加拉伸载荷时，A加载平板同时联动C加载平板,D加载平板同时联动B加载平板实现对试样的压缩加载。
Claims (8)
1.一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，其特征在于，包括A板(1)、B板(2)、C板(3)和D板(4)，A板(1)通过第二连杆(6)和第四连杆(8)与C板(3)连接，B板(2)通过第一连杆(5)和第三连杆(7)与D板(4)连接，第二连杆(6)和第四连杆(8)穿过B板(2)上的两个通孔，第一连杆(5)和第三连杆(7)穿过C板(3)上的两个通孔，第一剪切试板(9)一端连接C板(3)，另一端伸向B板(2)，第二剪切试板(10)一端连接B板(2)，另一端伸向C板(3)，第一剪切试板(9)和第二剪切试板(10)设在同一垂度位置上，第一剪切试板(9)和第二剪切试板(10)之间设有放置待测蜂窝结构的间隙，第一剪切试板(9)和第二剪切试板之间(10)连接有应变计(11)。
2.根据权利要求1所述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，其特征在于，所述的A板(1)和D板(4)的反方向端头连接试验机的夹持设备。
3.根据权利要求1所述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，其特征在于，设有两个应变计(11)，一个应变计(11)通过连接装置连接在第一剪切试板(9)和第二剪切试板(10)靠B板(2)方向之间，另一个应变计(11)通过连接装置连接在第一剪切试板(9)和第二剪切试板(10)靠C板(3)方向之间。
4.根据权利要求3所述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，其特征在于，所述的试验机和应变计(11)连接上位机。
5.根据权利要求1所述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，其特征在于，所述的第一连杆(5)、第二连杆(6)、第三连杆(7)和第四连杆(8)的长度相同。
6.根据权利要求1所述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，其特征在于，所述的第一剪切试板(9)通过C板(3)上的V形卡槽可拆卸地与C板(3)连接，第二剪切试板(10)通过B板(2)上的V形卡槽可拆卸地与B板(2)连接。
7.一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的方法，其特征在于，使用如权利要求4所述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的装置，首先将蜂窝结构放置在第一剪切试板和第二剪切试板之间的间隙内，使蜂窝结构的上下两侧分别与第一剪切试板和第二剪切试板粘贴；然后控制试验机用拉伸模式拉伸A板和D板，A板和D板根据结构的作用带动B板和C板靠拢，应变计测量第一剪切试板和第二剪切试板的位移量，上位机以此计算得到蜂窝结构的剪切模量。
8.根据权利要求7所述的一种用拉伸加载方式测试蜂窝结构剪切性能的方法，其特征在于，上位机计算两个应变计测量的平均值来计算蜂窝结构的剪切模量。
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