CN205643004U - 一种加筋壁板剪切试验夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加筋壁板剪切试验夹具，属于航空加筋壁板试验技术领域。其包括八个夹持件，所述夹持件包括分别设置在两端的宽度相对较大的大耳片(1)以及宽度相对较小的小耳片(3)，所述大耳片(1)与小耳片(3)之间设置有螺栓连接区(2)，所述螺栓连接区(2)在与加筋壁板试验件背离的一面上自大耳片(1)向小耳片(3)方向设置有若干台阶，并呈阶梯性由厚变薄，所述螺栓连接区(2)与所述加筋壁板试验件接触的一面为平面，所述螺栓连接区(2)自大耳片(1)向小耳片(3)方向由宽变窄平滑过渡。通过上述夹持件夹持加筋壁板能够有效的解决载荷传递不均匀的问题，结构应力通过较小区域的扩散后趋于均匀。

Description

一种加筋壁板剪切试验夹具

技术领域

本实用新型属于航空加筋壁板试验技术领域，具体涉及一种加筋壁板剪切试验夹具。

背景技术

在加筋壁板的剪切试验中，由于约束和加载的需求，应设计合理的试验夹具，保证试验件边界及载荷传递模拟准确，以获得有效的试验结果。试验夹具既传递载荷，又参与结构变形，分担部分载荷，夹具的设计具有至关重要的意义。

现有技术中，加筋板剪切试验夹具通常采用等宽等厚的夹具，这种夹具易于设计及生产，但其带来以下问题：集中载荷不能通过夹具均匀的传递到试验件；从而导致试验件与夹具连接区域应力梯度较大，为了避免部分高应力区域提前失效，试验件与夹具连接区域一般设计尺寸较大、结构较强，连接螺栓较多。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种加筋壁板剪切试验夹具，采用变宽度变厚度的加筋板剪切试验夹具可以有效的解决载荷传递不均匀的问题，结构应力通过较小区域的扩散后趋于均匀，具有很好的试验效果。且试验夹具安装螺栓较少，易于换装。

本实用新型加筋壁板剪切试验夹具，主要包括八个夹持件，所述夹持件包括分别设置在两端的宽度相对较大的大耳片以及宽度相对较小的小耳片，所述大耳片与小耳片之间设置有螺栓连接区，所述螺栓连接区在与试验件背离的一面上自大耳片向小耳片方向设置有若干台阶，并呈阶梯性由厚变薄，所述螺栓连接区与试验件接触的一面为平面，在螺栓连接区任一台阶面上设置有螺栓通孔，所述螺栓连接区自大耳片向小耳片方向由宽变窄平滑过渡，四个所述夹持件依次对接构成夹持四边形，两个所述夹持四边形设置在所述加筋壁板的两端面周边，并通过螺栓对接固定，任一四边形内的夹持件相互对接后，所述夹持件的大耳片的通孔对齐，形成剪切力加载端，所述夹持件的小耳片的通孔对齐，并置有销轴。

优选的是，所述大耳片的厚度为螺栓连接区上与大耳片相邻的台阶面厚度的一半。

在上述方案中优选的是，所述小耳片的厚度为螺栓连接区上与小耳片相邻的台阶面厚度的一半。

在上述方案中优选的是，所述螺栓连接区上与大耳片相邻的台阶面的厚度为6t，与小耳片相邻的台阶面厚度为3t，大耳片的厚度为3t，小耳片的厚度为1.5t，所述t为所述加筋壁板的蒙皮厚度。

在上述方案中优选的是，所述螺栓连接区内台阶面数量为5-20个。

本实用新型的优点在于：采用变宽度变厚度的加筋壁板剪切试验夹具，可以有效的解决载荷传递不均匀的问题，根据大量试验及有限元分析，以及基于材料力学纯剪切理论可以看出，采用厚度及宽度阶梯变化的夹具结构，其应力通过较小区域的扩散后会逐渐趋于均匀，具有很好的试验效果。且本实用新型提供的试验夹具安装螺栓较少，易于换装。该夹具的设计，消除了壁板剪切试验件的偏心，加筋壁板试验件不会产生附加弯矩，试验单位不用设计专门的防弯曲夹具。

附图说明

图1为本实用新型加筋壁板剪切试验夹具的一优选实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的加筋壁板剪切试验夹具另一结构示意图。

图3为图1所示实施例的加筋壁板剪切试验夹具安装示意图。

其中，1为大耳片，2为螺栓连接区，3为小耳片。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

下面通过实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型提供了一种加筋壁板剪切试验夹具，采用变宽度变厚度的加筋板剪切试验夹具可以有效的解决载荷传递不均匀的问题，结构应力通过较小区域的扩散后趋于均匀，具有很好的试验效果。且试验夹具安装螺栓较少，易于换装。

本实用新型加筋壁板剪切试验夹具，主要包括八个夹持件，所述夹持件如图1及图2所示，其包括分别设置在两端的宽度相对较大的大耳片1以及宽度相对较小的小耳片3，所述大耳片1与小耳片3之间设置有螺栓连接区2，所述螺栓连接区2在与试验件背离的一面上自大耳片1向小耳片3方向设置有若干台阶，并呈阶梯性由厚变薄，所述螺栓连接区2与试验件接触的一面为平面，在螺栓连接区2任一台阶面上设置有螺栓通孔，所述螺栓连接区自大耳片1向小耳片3方向由宽变窄平滑过渡，四个所述夹持件依次对接构成夹持四边形，如图3所示，两个所述夹持四边形设置在所述加筋壁板的两端面周边，并通过螺栓对接固定，任一四边形内的夹持件相互对接后，所述夹持件的大耳片1的通孔对齐，形成剪切力加载端，所述夹持件的小耳片3的通孔对齐，并置有销轴。

可以理解的是，上述试验件及加筋壁板试验件。

本实施例中，共包括两类规格的夹持件，如图1所示的为第一类，图2给出的是与第一类匹配的第二类夹持件，两类夹持件数量均为4个，在图3给出的试验件一端面上的四边形为由两个第一类夹持件与两个第二类夹持件组装而成的，两种规格(图1的夹具A和图2的夹具B)的夹具不同之处在于两个耳片的厚度方向，如图1所示，夹具A的大小耳片的一个面与螺栓连接区2的与试验件接触的一个面平齐，而夹具A的大小耳片的另一个面与螺栓连接区2的与试验件背离的一个面不对齐，其通过倒圆角的形式或通过若各个台阶由耳片向螺栓连接区2过渡。结合图2，夹具B的大小耳片的一个面与螺栓连接区2的与试验件背离的一个面平齐，即与螺栓连接区2上有台阶的一个面平齐，可以理解的是，这里的平齐仅指大小耳片与其相邻的螺栓连接区2的台阶面平齐，夹具B的大小耳片的另一个面与螺栓连接区2的与试验件接触的一个面不对齐，其通过倒圆角的形式或通过若各个台阶由耳片向螺栓连接区2过渡。

可以理解的是，通过上述两类夹具(夹具A与夹具B)可以实行无缝对接，且对接后形成的四边形其与试验件接触的面均是夹持件的光滑的一面。如图3所示，两个不同夹具的小耳片3相互对接，如右上角及左下角所示，对接后，耳片的销孔对齐，并插入销轴，形成铰接端，两个不同夹具的大耳片1相互对接，如左上角及右下角所示，对接后，两个耳片的销孔对齐，形成施力端，两个拉伸力P沿所述四边形的对角线向远离试验件的方向拉伸，从而使得整个夹具对试验件形成剪切力。

需要说明的是，本实施例中，螺栓连接区2上的台阶面数量为多个，比如设置有5-20个，可以理解的是，根据大量试验及有限元分析，以及基于材料力学纯剪切理论可以看出，采用厚度及宽度阶梯变化的夹具结构，其应力通过较小区域的扩散后会逐渐趋于均匀，由于在台阶面上还需要设置螺孔，以便螺栓通过，因此这里的台阶面数量优选依据整个试验件尺寸定制，既要保证螺栓正常通过，由要避免台阶数量过少导致剪切力分布不均。

在图3给出的示意中，在与其背离的试验件面上还设置有与该图示等同的另一四边形，两个四边形的螺栓连接区2通过螺栓对接，从而夹紧试验件。

本实施例中，所述大耳片1的厚度为螺栓连接区2上与大耳片1相邻的台阶面厚度的一半。

同理，所述小耳片3的厚度为螺栓连接区2上与小耳片3相邻的台阶面厚度的一半。

比如，所述螺栓连接区上与大耳片相邻的台阶面的厚度为6t，与小耳片相邻的台阶面厚度为3t，大耳片的厚度为3t，小耳片的厚度为1.5t，所述t为所述加筋壁板的蒙皮厚度。可以理解的是，当螺栓连接区2的台阶面数量为8个时，则从最厚的台阶面至最薄的台阶面的厚度依次为6t，5.5t，5t，4.5t，4t，3.5t，3t。

夹具与试验件的装配如图3所示，首先将夹具耳片通过销轴装配，并进行定位，通过试验件连接区中心线与夹具中心线重合来实现，安装顺序为：先装夹具A，后安装夹具B。

本实施例中，夹具变宽度变厚度的螺栓连接区设计为等腰梯形。夹持件优先选用强度高于试验件的材料。

本实用新型的优点在于：采用变宽度变厚度的加筋壁板剪切试验夹具，可以有效的解决载荷传递不均匀的问题，根据大量试验及有限元分析，以及基于材料力学纯剪切理论可以看出，采用厚度及宽度阶梯变化的夹具结构，其应力通过较小区域的扩散后会逐渐趋于均匀，具有很好的试验效果。且本实用新型提供的试验夹具安装螺栓较少，易于换装。该夹具的设计，消除了壁板剪切试验件的偏心，加筋壁板试验件不会产生附加弯矩，试验单位不用设计专门的防弯曲夹具。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种加筋壁板剪切试验夹具，其特征在于：包括八个夹持件，所述夹持件包括分别设置在两端的宽度相对较大的大耳片(1)以及宽度相对较小的小耳片(3)，所述大耳片(1)与小耳片(3)之间设置有螺栓连接区(2)，所述螺栓连接区(2)在与加筋壁板试验件背离的一面上自大耳片(1)向小耳片(3)方向设置有若干台阶，并呈阶梯性由厚变薄，所述螺栓连接区(2)与所述加筋壁板试验件接触的一面为平面，在螺栓连接区(2)任一台阶面上设置有螺栓通孔，所述螺栓连接区(2)自大耳片(1)向小耳片(3)方向由宽变窄平滑过渡，四个所述夹持件依次对接构成夹持四边形，两个所述夹持四边形设置在所述加筋壁板试验件的两端面周边，并通过螺栓对接固定，任一四边形内的夹持件相互对接后，所述夹持件的大耳片(1)的通孔对齐，形成剪切力加载端，所述夹持件的小耳片(3)的通孔对齐，并置有销轴。

2.如权利要求1所述的加筋壁板剪切试验夹具，其特征在于：所述大耳片(1)的厚度为螺栓连接区(2)上与大耳片(1)相邻的台阶面厚度的一半。

3.如权利要求2所述的加筋壁板剪切试验夹具，其特征在于：所述小耳片(3)的厚度为螺栓连接区(2)上与小耳片(3)相邻的台阶面厚度的一半。

4.如权利要求3所述的加筋壁板剪切试验夹具，其特征在于：所述螺栓连接区(2)上与大耳片(1)相邻的台阶面的厚度为6t，与小耳片(3)相邻的台阶面厚度为3t，大耳片(1)的厚度为3t，小耳片(3)的厚度为1.5t，所述t为所述加筋壁板的蒙皮厚度。

5.如权利要求1-4中任一项所述的加筋壁板剪切试验夹具，其特征在于：所述螺栓连接区(2)内台阶面数量为5-20个。