CN113776930A - 一种复合材料t型连接件拉、压试验通用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，该夹具利用两个L型夹板对T型接头上的竖直板(7)的两侧进行夹持，两个L型夹板2的水平板部分构成一个平台，直接使用与试验机连接的压盘10对这个平台施压，可对T型接头施加压缩载荷，将试验机的拉伸试验头1与两个L型夹板2的水平板固定连接，可将拉伸载荷传递到T型接头上，一套夹具可同时解决T型连接件拉伸、压缩试验的需求，具有显著的经济性。

Description

一种复合材料T型连接件拉、压试验通用夹具
技术领域
本发明是一种复合材料T型连接件拉、压试验通用夹具，属于材料的力学性能测试技术领域。
背景技术
复合材料T型连接是在国、内外飞机结构上广泛使用的一种非平面连接形式。作为一种重要的承载元件，T型连接在服役过程中受到复杂的载荷作用，为了保证飞机的可靠性和安全性，在飞机设计、认证过程中必须对其T型连接这种典型元件在不同载荷作用下的承载能力进行评估，其中最基本的是两种力学试验是对复合材料T型连接件的拉伸试验和压缩试验。
T型连接件的拉伸和压缩试验中往往要求对T型加筋上方一段距离进行扶持，同时对T型连接件水平蒙皮两侧一段距离进行约束。另外，加筋采用复合材料面板制备，每个用于试验的T型连接试验件的面板实际厚度是不同的，为了保证力的加载线穿过T型连接件的加筋部分，必须通过设计保证夹具可适应各种不同厚度的加筋面板。目前还不存在一种专用的夹具形式，可以满足上述试验需求。另外，现存的关于T型连接件的拉伸和压缩试验大都采用不同的夹具构型，还没有一种拉伸和压缩试验通用的夹具形式，严重影响了试验的经济性。
发明内容
针对以上问题，本发明提出了一种复合材料T型连接件拉、压试验通用夹具，以填补具有试验件实际尺寸适应性的T型连接件通用拉伸和压缩试验夹具的技术空白。
为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
本发明技术方案提供了一种复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，其中的T型接头作为飞机结构上的承载元件以非平面连接形式粘接在蒙皮9上，其特征在于：该夹具包括一个工作平台4，带有T型接头的蒙皮9放置在工作平台4上面，蒙皮9的侧边用压板3压紧、固定在工作平台4上，在T型接头的竖直板7两侧上部区域的各安装一个L型夹板2起扶持和夹紧作用，在工作平台4下面固定安装一个与试验机下端连接的转换头6，在试验机的上端能够安装两种工作接头以分别实现拉、压试验，其中：
实现拉伸试验的拉伸试验头1包括一个和T型接头的竖直板7两侧L型夹板2接触的平板，在该平板上面设置有一个与试验机上端连接的连接板；
实现压缩试验的压缩试验头包括一个压盘10，该压盘10对T型接头的竖直板7两侧L型夹板2施压，该压盘的上面设置有一个与试验机上端连接的连接柱。
进一步，在压紧、固定蒙皮9的压板3下方设置有软性的填块5。
进一步，L型夹板2与T型接头的竖直板7两侧上部区域连接的一边上加工有两排通孔。
进一步，在工作平台(4)的两侧加工有槽孔11，连接压板3和工作平台(4)的螺柱13能够在该槽孔11中滑动，以适应不同尺寸的蒙皮4。
进一步，L型夹板2与拉伸试验头1的平板接触的一边加工有两排椭圆孔，以实现拉伸试验头1的位置可调。
进一步，转换头6与试验机的下端通过销钉连接。
本发明技术方案要解决的技术问题是填补目前兼具试验件实际尺寸适应性和拉压试验通用性的T型连接试验夹具的空白，其特点及优点为：
1、利用两个L型夹板对T型接头上的竖直板7的两侧进行夹持，两个L型夹板2的水平板部分构成一个平台，直接使用与试验机连接的压盘10对这个平台施压，可对T型接头施加压缩载荷，将试验机的拉伸试验头1与两个L型夹板2的水平板固定连接，可将拉伸载荷传递到T型接头上，一套夹具可同时解决T型连接件拉伸、压缩试验的需求，具有显著的经济性；
2、采用两个分离的L型夹板2分别约束T型接头的左、右两侧，并采用螺栓将两个L型夹板2和T型接头固定在一起，这种分离的设计可适应T型接头结构中面板实际厚度与名义厚度的任意偏差，同时结合L型夹板2的平板部分的椭圆形孔的设计，组装时通过零件位移的条件，可保证试验机的加载线准确通过T型接头中面，避免引入额外的弯矩和扭矩；
3、采用一个带槽孔11的工作平台4和两个压块3的组合，约束与T型接头粘接的蒙皮9的两侧，通过调节压块3在平台上的位置，并根据需要改变两个压块3的宽度，可适应T型接头蒙皮两侧不同约束长度的要求，大大提高了夹具的通用性。
附图说明
图1为本发明所述夹具的组件的分解示意图
图2为本发明所述夹具的压缩试验的结构示意图
图3为本发明所述夹具的拉伸试验的结构示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明所述夹具作进一步地详述：
参见附图1至3所示，该种复合材料T型接头拉、压试验通用夹具中的所述的T型接头作为飞机结构上的承载元件以非平面连接形式粘接在蒙皮9上，该夹具包括一个工作平台4，带有T型接头的蒙皮9放置在工作平台4上面，T型接头的水平板8与蒙皮9的上表面粘接在一起，蒙皮9的侧边用压板3压紧、固定在工作平台4上，在T型接头的竖直板7两侧上部区域的各安装一个L型夹板2起扶持和夹紧作用，在工作平台4下面固定安装一个与试验机下端连接的转换头6，在试验机的上端能够安装两种工作接头以分别实现拉、压试验，其中：
实现拉伸试验的拉伸试验头1包括一个和T型接头的竖直板7两侧L型夹板2接触的平板，在该平板上面设置有一个与试验机上端连接的连接板；
实现压缩试验的压缩试验头包括一个压盘10，该压盘10对T型接头的竖直板7两侧L型夹板2施压，该压盘的上面设置有一个与试验机上端连接的连接柱。
在本实施例中，在压紧、固定蒙皮9的压板3下方设置有软性的填块5。
在本实施例中，L型夹板2与T型接头的竖直板7两侧上部区域连接的一边上加工有两排通孔。
在本实施例中，在工作平台(4)的两侧加工有槽孔11，连接压板3和工作平台4的螺柱13能够在该槽孔11中滑动，以适应不同尺寸的蒙皮4。
在本实施例中，L型夹板2与拉伸试验头1的平板接触的一边加工有两排椭圆孔，以实现拉伸试验头1的位置可调。
在本实施例中，转换头6与试验机的下端通过销钉连接。
当需要对T型接头开展拉伸试验时，将拉伸试验头1上部的连接板夹装在液压司服试验机的液压夹头的夹块之间，施加拉伸载荷，拉伸载荷通过夹具传递到T型接头上，以1mm/min的加载速率持续加载直到T型接头的下部发生破坏，停止加载。试验过程中可采用应变片监控T型接头上关键部位的应变。
当需要对T型接头开展压缩试验时，直接用与试验机连接的压盘10对左、右两个L型夹板2的水平部分板构成的平台施压，压缩载荷将通过夹具传递到T型接头上，以1mm/min的加载速率持续加载直到T型接头的下部发生破坏，停止加载。试验过程中可采用应变片监控T型接头上关键部位的应变。

Claims (6)

1.一种复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，该T型接头作为飞机结构上的承载元件以非平面连接形式粘接在蒙皮(9)上，其特征在于：该夹具包括一个工作平台(4)，带有T型接头的蒙皮(9)放置在工作平台(4)上面，蒙皮(9)的侧边用压板(3)压紧、固定在工作平台(4)上，在T型接头的竖直板(7)两侧上部区域的各安装一个L型夹板(2)起扶持和夹紧作用，在工作平台(4)下面固定安装一个与试验机下端连接的转换头(6)，在试验机的上端能够安装两种工作接头以分别实现拉、压试验，其中：
实现拉伸试验的拉伸试验头(1)包括一个和T型接头的竖直板(7)两侧L型夹板(2)接触的平板，在该平板上面设置有一个与试验机上端连接的连接板；
实现压缩试验的压缩试验头包括一个压盘(10)，该压盘(10)对T型接头的竖直板(7)两侧L型夹板(2)施压，该压盘的上面设置有一个与试验机上端连接的连接柱。
2.根据权利要求1所述的复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，其特征在于：在压紧、固定蒙皮(9)的压板(3)下方设置有软性的填块(5)。
3.根据权利要求1所述的复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，其特征在于：L型夹板(2)与T型接头的竖直板(7)两侧上部区域连接的一边上加工有两排通孔。
4.根据权利要求1所述的复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，其特征在于：在工作平台(4)的两侧加工有槽孔(11)，连接压板(3)和工作平台(4)的螺柱(13)能够在该槽孔(11)中滑动，以适应不同尺寸的蒙皮(4)。
5.根据权利要求1所述的复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，其特征在于：L型夹板(2)与拉伸试验头(1)的平板接触的一边加工有两排椭圆孔，以实现拉伸试验头(1)的位置可调。
6.根据权利要求1所述的复合材料T型接头拉、压试验通用夹具，其特征在于：转换头(6)与试验机的下端通过销钉连接。
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