CN116660055A - 一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及结构试验力学技术领域，具体涉及一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置，包括上横梁、下横梁、上连接件和下连接件，所述上横梁和所述下横梁之间设置有试验件，所述试验件的两端通过支撑座与所述下横梁连接，单侧的所述支撑座与所述限位机构之间还设置有连接组件，所述上横梁通过连接组件与所述试验件连接，对所述上连接件施加载荷后，载荷依次通过所述上横梁和所述连接组件传递至所述试验件，测试所述试验件在四点弯曲加载试验中的载荷承载能力。相较于传统方法，本技术方案创新性地对四点弯曲加载实验设计专用夹具，使得原本需要在承力框架和地轨上的试验能够在标准规格的试验机上进行，提高了试验件的安装精度及安装效率。

Description

一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置

技术领域

本发明涉及结构试验力学技术领域，具体涉及一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置。

背景技术

在货运飞机和客改货飞机中，锁钩结构是主舱门锁定的重要部分，通过压缩试验对锁钩结构进行承载能力试验，分析锁钩结构在压缩载荷下的极限载荷及破坏模式是结构设计中的重要研究课题，实际锁钩结构极限载荷吨位较大，相对于加载作动筒尺寸可施加载荷空间较小，且需要在试验室中实现对锁钩结构特定角度、特定位置的施加，来考核材料的机械强度，为结构设计提供科学依据。

公开号为CN112378780A的专利文件公开了一种复合材料三点/四点弯曲疲劳测试方法及装置，包括上加载辊，下支撑辊，横向挡板，侧挡板，本技术方案在测试时未改变试验件的外部受力情况，各加载部位处于自由状态。

发明人认为，上述技术方案在一定程度上能够进行试验件的四点弯曲载荷测试，但适应范围有限，长期以来，对于这一类非标试验，实现低成本、高精度是十分困难的，针对锁钩结构压缩试验，目前一般采用非标准的地轨-承力框架，通过地轨固定试验件及试验件安装角度，承力框架上安装液压作动筒，作动筒通过夹具施加加载载荷，但由于试验件尺寸较小，施加载荷空间狭窄，作动筒相对试验件偏大，作动筒与地轨间易发生干涉，且承力框架庞大，对框架强度刚度有较高要求，不仅成本大大提高了，且安装和加载精度较低，同时由于上述实验方式使用布置的零件较多，也易发生安全事故。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置，其解决了当前锁钩结构压缩试验没有专用实验装置，传统方式效率低、精度低，易易发安全事故等问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置，包括上横梁、下横梁、上连接件和下连接件，所述上连接件与所述上横梁插接固定，所述下连接件与所述下横梁插接固定；

所述上横梁和所述下横梁之间设置有试验件，所述试验件的两端通过支撑座与所述下横梁连接，所述试验件外部还设置有限位机构，其用于调整所述试验件相对于所述支撑座的位置以及角度；

单侧的所述支撑座与所述限位机构之间还设置有连接组件，所述上横梁通过连接组件与所述试验件连接，对所述上连接件施加载荷后，载荷依次通过所述上横梁和所述连接组件传递至所述试验件，测试所述试验件在四点弯曲加载试验中的载荷承载能力。

进一步在于，所述连接组件包括连接耳片和假件耳片，所述连接耳片的上端与所述上横梁连接，所述连接耳片的下端与所述假件耳片的上端连接，所述假件耳片的下端套设在所述试验件外部。

进一步在于，所述假件耳片呈上宽下窄的条形结构。

进一步在于，所述上横梁的顶部开设有插槽一，所述插槽一与所述上连接件插接固定，所述上横梁对应所述插槽一与所述上连接件交汇的位置贯穿开设有安装孔一，在所述安装孔一内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使所述上连接件与所述上横梁锁定在一起；

所述上横梁的底部开设有插槽二，所述插槽二与所述连接耳片上端插接固定，所述上横梁对应所述插槽二与所述连接耳片交汇的位置贯穿开设有安装孔二，在所述安装孔二内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使所述上横梁与所述连接耳片锁定在一起。

进一步在于，所述上横梁表面开槽，槽内交叉设置有加强筋。

进一步在于，所述试验件的两端均设置有加载部，所述支撑座与所述加载部相互约束形成受力点，载荷传递过程中，所述假件耳片与所述试验件接触的位置也形成受力点，载荷分配至四处受力点进而达到测试所述试验件加载载荷的目的。

进一步在于，所述加载部的外部对应所述假件耳片连接的位置套设有衬套。

进一步在于，所述限位机构包括套设在所述试验件外部的轴套，所述轴套通过连接座转动连接有限位杆的一端，所述限位杆呈L形结构，其另一端连接有底座，所述底座设置于所述下横梁上方；

所述底座中部贯穿开设有限位槽，所述限位槽内穿设有连接杆，所述连接杆的底端与所述下横梁连接固定，所述连接杆的外部对应所述底座上方和下方的位置分别螺纹连接有连接螺母。

进一步在于，所述支撑座与所述下横梁之间还设置有夹板，三者被锁紧轴贯穿，通过分别拧紧所述锁紧轴上端的上螺母和下端的下螺母将三者锁定在一起；

所述夹板与所述支撑座的贴合面均形成有防滑纹。

进一步在于，所述下横梁对应所述锁紧轴以及所述下螺母的位置形成有用于避让的安装槽；

所述下横梁的下端开设有插槽三，所述插槽三与所述下连接件插接固定，所述下横梁对应所述插槽三与所述下连接件交汇的位置贯穿开设有安装孔三，在所述安装孔三内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使所述下连接件与所述下横梁锁定在一起。

本发明的有益效果：

相较于传统方法，本技术方案创新性地对四点弯曲加载实验设计专用夹具，使得原本需要在承力框架和地轨上的试验能够在标准规格的试验机上进行，提高了试验件的安装精度以及安装效率，较为简单高效地使四点弯曲加载试验得以实现，通过上连接件与上横梁连接锁定，下横梁与下连接件连接锁定，将载荷平均分配至试验件上，保证试验顺利进行，在试验件外部还创新性的采用限位机构对试验件进行限位，限位机构能够上下左右进行移动和固定试验件，适应不同型号尺寸试验件的装配，使试验件呈现出不同角度进行试验。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的立体视图；

图2是本发明中上横梁的断面图；

图3是本发明中上横梁、上连接件和连接耳片的爆炸视图；

图4是本发明中支撑座、试验件以及限位机构的立体视图；

图5是本发明中支撑座、试验件以及限位机构的主视图；

图6是本发明中加载部的立体视图；

图7是本发明中限位机构的立体视图；

图8是本发明中下横梁、下连接件、支撑座以及限位机构的主视图；

图9是本发明中下横梁的断面图；

图10是本发明中下连接件的立体视图；

图11是本发明中支撑座、夹板以及锁紧螺栓的爆炸视图一；

图12是本发明中支撑座、夹板以及锁紧螺栓的爆炸视图二。

图中：1、上横梁；11、插槽一；12、插槽二；13、安装孔一；14、安装孔二；2、下横梁；21、安装槽；22、插槽三；23、安装孔三；3、上连接件；31、上夹头；4、下连接件；41、下夹头；5、连接耳片；6、假件耳片；7、支撑座；71、夹板；711、防滑纹；72、锁闩；73、锁紧轴；74、上螺母；75、下螺母；76、凸台；77、限位轴；78、卡槽一；79、卡槽二；8、试验件；81、加载部；82、衬套；83、锁槽；84、插槽四；9、限位机构；91、轴套；92、连接座；93、限位杆；94、底座；941、限位槽；95、连接杆；96、连接螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置，包括上横梁1、下横梁2、上连接件3和下连接件4，上连接件3与上横梁1插接固定，下连接件4与下横梁2插接固定，上横梁1和下横梁2之间设置有试验件8，试验件8的两端通过支撑座7与下横梁2连接，两侧的支撑座7之间还设置有两组连接组件，上横梁1通过连接组件与试验件8连接，对上连接件3施加载荷后，载荷依次通过上横梁1和连接组件传递至试验件8，测试试验件8在四点弯曲加载试验中的载荷承载能力。

如图1、图2、图3所示，连接组件包括连接耳片5和假件耳片6，连接耳片5上端贯穿开设有安装孔二14，连接耳片5的下端通过螺栓和螺母与假件耳片6的上端锁定在一起，假件耳片6呈上宽下窄的条形结构，这是因为假件耳片6的下端套设在试验件8外部，而试验件8的位置可操作空间较小，因此假件耳片6下端较窄的设计更有利于不同试验件8的安装和拆卸，并促使实验的顺利进行。

如图1、图2、图3所示，上连接件3顶端连接有上夹头31，上横梁1的顶部开设有插槽一11，插槽一11与上连接件3的下部插接固定，上横梁1对应插槽一11与上连接件3交汇的位置贯穿开设有安装孔一13，在安装孔一13内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使上连接件3与上横梁1锁定在一起；

上横梁1的底部开设有插槽二12，插槽二12与连接耳片5的上端插接固定，当连接耳片5的上端插入插槽二12内，上横梁1对应安装孔二14的位置贯穿开孔，此时可以在安装孔二14内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使上横梁1与连接耳片5锁定在一起。

本实施例中，上横梁1表面开槽，槽内交叉设置有加强筋，开槽能够减轻上横梁1的重量，加强筋对上横梁1的结构强度进行补强，加强上横梁1的刚度。

本实施例中，插槽一11和插槽二12连通设计，当向上夹头31施加载荷时，载荷通过上横梁1均匀分配到连接耳片5和假件耳片6，最终将载荷平均分配至试验件8上，顺利实现试验目标。

如图1、图4、图5、图6、图8所示，下横梁2的顶部两侧均设置有支撑座7，试验件8设置在两个支撑座7之间，试验件8的两端均设置有加载部81；

支撑座7朝向加载部81的位置设置有锁闩72，锁闩72在本实施例中为圆柱形状，加载部81对应锁闩72的位置形成有锁槽83，锁槽83为C形槽，锁槽83的内径大于锁闩72的直径，锁闩72能够在锁槽83内小范围活动，且锁闩72的直径大于锁槽83的侧面开口，锁闩72只能水平插入锁槽83内，而无法从锁槽83的侧面开口与其脱离；

加载部81对应试验件8端部的位置形成有插槽四84，插槽四84与试验件8的端部插接固定，二者连接位置处通过两个相互垂直的螺栓连接固定，螺栓贯穿加载部81和试验件8的端部，螺栓两端螺纹连接有螺母，拧紧螺母将加载部81和试验件8锁定在一起；

加载部81的外部对应假件耳片6下端连接的位置套设有衬套82，假件耳片6通过衬套82将载荷传递至试验件8上；

在实验开始后，通过向上夹头31施加载荷，载荷自上而下通过上横梁1、连接耳片5、假件耳片6、传递至试验件8上，锁闩72与锁槽83相互约束形成受力点，载荷传递过程中，假件耳片6的下端与试验件8接触的位置，即衬套82处也形成受力点，载荷分配至四处受力点，随着载荷的持续施压，可以记录并观察试验件8的变化，进而达到测试试验件8在四点弯曲加载试验中的载荷承载能力目的。

如图1、图8、图9、图10所示，下连接件4的底端连接有下夹头41，下横梁2的下端开设有插槽三22，插槽三22与下连接件4的上端插接固定，下横梁2对应插槽三22与下连接件4交汇的位置贯穿开设有安装孔三23，本实施例中安装孔三23的数量为八个，八个安装孔三23分两侧均匀排列，在安装孔三23内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使得下横梁2夹紧下连接件4，并通过插槽三22的内壁与下连接件4的侧壁抵接产生摩擦力来防止晃动，本技术方案中下连接件4通过八根螺栓与下横梁2连接，不仅便于调整下连接件4插入插槽三22的深度，也有利避免下横梁2左右晃动，使下横梁2保持水平。

在试验完成后，关闭液压及电源，拆卸试验装置并对试验装置进行卫生清理。

本方案创新性地对四点弯曲加载实验设计专用夹具，使得原本需要在承力框架和地轨上的试验能够在标准规格的试验机上进行，提高了试验件8的安装精度以及安装效率，较为简单高效地使四点弯曲加载试验得以实现，通过上连接件3与上横梁1连接锁定，下横梁2与下连接件4连接锁定，将载荷平均分配至试验件8上，保证试验顺利进行。

实施例二：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置，包括上横梁1、下横梁2、上连接件3和下连接件4，上连接件3与上横梁1插接固定，下连接件4与下横梁2插接固定，上横梁1和下横梁2之间设置有试验件8，试验件8的两端通过支撑座7与下横梁2连接，两侧的支撑座7之间还设置有两组连接组件，上横梁1通过连接组件与试验件8连接，对上连接件3施加载荷后，载荷依次通过上横梁1和连接组件传递至试验件8，测试试验件8在四点弯曲加载试验中的载荷承载能力，与实施例一相比：

如图1、图4、图5、图7、图8所示，试验件8外部还设置有限位机构9，限位机构9包括套设在试验件8外部的轴套91，轴套91的内径大于试验件8的外径，二者连接位置处通过两个相互垂直的螺栓连接固定，螺栓贯穿轴套91和试验件8，螺栓两端螺纹连接有螺母，拧紧螺母将轴套91和试验件8锁定在一起；

轴套91通过连接座92转动连接有限位杆93的一端，限位杆93呈L形结构，其另一端连接有底座94，底座94设置于下横梁2顶面的上方，底座94中部贯穿开设有限位槽941，限位槽941在本实施例中为条形结构，限位槽941内穿设有连接杆95，且限位槽941的内径宽度大于连接杆95的直径，连接杆95的底端与下横梁2连接固定，连接杆95的外壁对应高于底座94上方以及低于底座94下方的位置分别螺纹连接有连接螺母96。

通过拧动连接螺母96，可以改变底座94相对于连接杆95的位置，而当底座94的位置发生改变，限位杆93、连接座92以及轴套91的位置都会发生改变，由于试验件8的两端通过加载部81与支撑座7连接，且并未锁死，能够实现一定程度的活动，因此通过调整限位机构9的位置，试验件8的角度以及位置也会发生变化，限位机构9能够上下左右进行移动和固定试验件8，适应不同型号尺寸试验件8的装配，也使得试验件8呈现出不同角度进行加载试验。

实施例三：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置，包括上横梁1、下横梁2、上连接件3和下连接件4，上连接件3与上横梁1插接固定，下连接件4与下横梁2插接固定，上横梁1和下横梁2之间设置有试验件8，试验件8的两端通过支撑座7与下横梁2连接，两侧的支撑座7之间还设置有两组连接组件，上横梁1通过连接组件与试验件8连接，对上连接件3施加载荷后，载荷依次通过上横梁1和连接组件传递至试验件8，测试试验件8在四点弯曲加载试验中的载荷承载能力，与实施例二相比：

如图1、图4、图5、图6、图8、图9、图11、图12所示，支撑座7固定在下横梁2顶面的两侧，支撑座7的底面与下横梁2顶面之间还设置有夹板71，支撑座7四个端角位置均设置有锁紧轴73，锁紧轴73贯穿支撑座7、夹板71以及下横梁2的顶面，且锁紧轴73的顶端和底端分别螺纹连接有上螺母74和下螺母75，上螺母74和下螺母75的外壁均设置有防滑条，通过拧紧上螺母74和下螺母75，实现支撑座7、夹板71以及下横梁2的顶面紧密连接在一起，下横梁2对应锁紧轴73以及下螺母75的位置形成有用于避让的安装槽21，便于使用者调节；

夹板71与支撑座7的贴合面均形成有防滑纹711，在支撑座7的底面与夹板71贴合后，自上而下施加载荷时，支撑座7与下横梁2连接更加稳固；

支撑座7与夹板71贴合的底面形成有卡槽一78，支撑座7对应卡槽一78的位置贯穿开设有卡槽二79，且卡槽一78和卡槽二79相互垂直交叉，夹板71对应卡槽一78的位置设置有凸台76，凸台76与卡槽一78插接固定，分别从卡槽二79的左右两侧向其内部插入限位轴77，并旋转限位轴77，使其端部与凸台76的外壁螺纹连接，使得支撑座7与下横梁2的整体性更强，能够在便于装配的同时承受更大载荷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置，包括上横梁(1)、下横梁(2)、上连接件(3)和下连接件(4)，其特征在于，所述上连接件(3)与所述上横梁(1)插接固定，所述下连接件(4)与所述下横梁(2)插接固定；

所述上横梁(1)和所述下横梁(2)之间设置有试验件(8)，所述试验件(8)的两端通过支撑座(7)与所述下横梁(2)连接，所述试验件(8)外部还设置有限位机构(9)，其用于调整所述试验件(8)相对于所述支撑座(7)的位置以及角度；

单侧的所述支撑座(7)与所述限位机构(9)之间还设置有连接组件，所述上横梁(1)通过连接组件与所述试验件(8)连接，对所述上连接件(3)施加载荷后，载荷依次通过所述上横梁(1)和所述连接组件传递至所述试验件(8)，测试所述试验件(8)在四点弯曲加载试验中的载荷承载能力。

2.根据权利要求1所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述连接组件包括连接耳片(5)和假件耳片(6)，所述连接耳片(5)的上端与所述上横梁(1)连接，所述连接耳片(5)的下端与所述假件耳片(6)的上端连接，所述假件耳片(6)的下端套设在所述试验件(8)外部。

3.根据权利要求2所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述假件耳片(6)呈上宽下窄的条形结构。

4.根据权利要求2所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述上横梁(1)的顶部开设有插槽一(11)，所述插槽一(11)与所述上连接件(3)插接固定，所述上横梁(1)对应所述插槽一(11)与所述上连接件(3)交汇的位置贯穿开设有安装孔一(13)，在所述安装孔一(13)内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使所述上连接件(3)与所述上横梁(1)锁定在一起；

所述上横梁(1)的底部开设有插槽二(12)，所述插槽二(12)与所述连接耳片(5)上端插接固定，所述上横梁(1)对应所述插槽二(12)与所述连接耳片(5)交汇的位置贯穿开设有安装孔二(14)，在所述安装孔二(14)内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使所述上横梁(1)与所述连接耳片(5)锁定在一起。

5.根据权利要求1所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述上横梁(1)表面开槽，槽内交叉设置有加强筋。

6.根据权利要求2所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述试验件(8)的两端均设置有加载部(81)，所述支撑座(7)与所述加载部(81)相互约束形成受力点，载荷传递过程中，所述假件耳片(6)与所述试验件(8)接触的位置也形成受力点，载荷分配至四处受力点进而达到测试所述试验件(8)加载载荷的目的。

7.根据权利要求6所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述加载部(81)的外部对应所述假件耳片(6)连接的位置套设有衬套(82)。

8.根据权利要求1所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述限位机构(9)包括套设在所述试验件(8)外部的轴套(91)，所述轴套(91)通过连接座(92)转动连接有限位杆(93)的一端，所述限位杆(93)呈L形结构，其另一端连接有底座(94)，所述底座(94)设置于所述下横梁(2)上方；

所述底座(94)中部贯穿开设有限位槽(941)，所述限位槽(941)内穿设有连接杆(95)，所述连接杆(95)的底端与所述下横梁(2)连接固定，所述连接杆(95)的外部对应所述底座(94)上方和下方的位置分别螺纹连接有连接螺母(96)。

9.根据权利要求1所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述支撑座(7)与所述下横梁(2)之间还设置有夹板(71)，三者被锁紧轴(73)贯穿，通过分别拧紧所述锁紧轴(73)上端的上螺母(74)和下端的下螺母(75)将三者锁定在一起；

所述夹板(71)与所述支撑座(7)的贴合面均形成有防滑纹(711)。

10.根据权利要求9所述的一种适用于主货舱门锁钩结构四点弯曲加载试验装置,其特征在于，所述下横梁(2)对应所述锁紧轴(73)以及所述下螺母(75)的位置形成有用于避让的安装槽(21)；

所述下横梁(2)的下端开设有插槽三(22)，所述插槽三(22)与所述下连接件(4)插接固定，所述下横梁(2)对应所述插槽三(22)与所述下连接件(4)交汇的位置贯穿开设有安装孔三(23)，在所述安装孔三(23)内插入螺栓并在两端拧紧螺母，使所述下连接件(4)与所述下横梁(2)锁定在一起。