專利名稱：雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合加載試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
航空航天工程結(jié)構(gòu)中的加筋壁板，是ー種可以承受面內(nèi)拉伸壓縮載荷和剪切載荷的基本結(jié)構(gòu)組成，有著廣泛的應(yīng)用。這類結(jié)構(gòu)在服役期間，承受單向或雙向的拉伸壓縮載荷，以及面內(nèi)剪切載荷。在設(shè)計(jì)此類結(jié)構(gòu)時(shí)，常需要以試驗(yàn)的方式驗(yàn)證承載カ與穩(wěn)定性。由于在試驗(yàn)件上施加拉剪或者壓剪載荷需要復(fù)雜的加載裝置和較高的試驗(yàn)條件，因此簡化的方法是對(duì)試驗(yàn) 件做単獨(dú)的面內(nèi)剪切試驗(yàn)和單軸拉壓試驗(yàn)。由于加筋壁板在服役期間，最不利情況是承受面內(nèi)軸向壓縮和剪切載荷共同作用，為了準(zhǔn)確預(yù)報(bào)在真實(shí)載荷情況下的加筋壁板承載カ和穩(wěn)定性，必須對(duì)加筋壁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)。已知的方法和裝置有兩類。一類是通過復(fù)雜的加載裝置，配合多通道的作動(dòng)器實(shí)現(xiàn)預(yù)定的復(fù)合載荷加載。另ー類是通過加載裝置的巧妙設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)單軸的拉力或者壓カ轉(zhuǎn)化成對(duì)試驗(yàn)件的復(fù)合加載。對(duì)于第一類方法可以實(shí)現(xiàn)任意載荷的施加，缺點(diǎn)是裝置復(fù)雜耗費(fèi)極大，常見的對(duì)整體盒段施加復(fù)合載荷考察局部壁板穩(wěn)定性的方法就屬于此類。對(duì)于第ニ類方法，目前有裝置可以實(shí)現(xiàn)單軸壓縮剪切載荷，但是裝置復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)加筋壁板類結(jié)構(gòu)的雙向拉伸或壓縮載荷與面內(nèi)剪切載荷的復(fù)合加載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置，以解決目前加載裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費(fèi)用高且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)加筋壁板類結(jié)構(gòu)的雙向拉伸或壓縮載荷與面內(nèi)剪切載荷的復(fù)合加載的問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置，所述裝置包括第一分配梁和第二分配梁、第一銷軸、第二銷軸、第三銷軸、第四銷軸、第五銷軸、第六銷軸、第七銷軸、第八銷軸、四對(duì)傳カ桿和四對(duì)加載夾板，每對(duì)傳カ桿包括兩個(gè)平行設(shè)置的傳カ桿，四對(duì)傳カ桿分別定義為第一對(duì)傳カ桿、第二對(duì)傳カ桿、第三對(duì)傳カ桿和第四對(duì)傳カ桿，第一分配梁和第二分配梁平行設(shè)置，第一分配梁上設(shè)有第一銷軸和第二銷軸，第二分配梁上設(shè)有第三銷軸和第四銷軸，四對(duì)加載夾板和試件設(shè)在第一分配梁和第二分配梁之間，試件的四個(gè)邊通過四對(duì)加載夾板可拆卸連接，四對(duì)加載夾板上分別設(shè)有第五銷軸、第六銷軸、第七銷軸和第八銷軸，第一對(duì)傳カ桿通過第一銷軸和第五銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二對(duì)傳カ桿通過第二銷軸和第六銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第三對(duì)傳カ桿通過第三銷軸和第七銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第四對(duì)傳カ桿通過第四銷軸和第八銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明具有以下有益效果本裝置傳カ桿跨越試驗(yàn)件，變壓為拉，提高了穩(wěn)定性。使用銷軸，使得傳カ路徑清晰、カ值明確。可以實(shí)現(xiàn)矩形板四邊均勻剪切荷載的前提下，同時(shí)施加雙向壓縮荷載，突破了以往限制。配合普通拉カ實(shí)驗(yàn)機(jī)或拉壓作動(dòng)器即可使用，簡便易行。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2-圖4是雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置的原理圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I-圖4說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式的雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置，所述裝置包括第一分配梁2-1和第二分配梁2-2、第一銷軸3-1、第二銷軸3-2、第三銷軸3-3、第四銷軸3-4、第五銷軸3-5、第六銷軸3_6、第七銷軸3_7、第八銷軸3-8、四對(duì)傳カ桿和四對(duì)加載夾板5，每對(duì)傳カ桿包括兩個(gè)平行設(shè)置的傳カ桿，四對(duì)傳カ桿分別定義為第一對(duì)傳カ桿4-1、第二對(duì)傳カ桿4-2、第三對(duì)傳カ桿4-3和第四對(duì)傳カ桿4-4,第一分配梁2-1和第二分配梁2-2平行設(shè)置，第一分配梁2-1上設(shè)有第一銷軸3-1和第二銷軸3-2，第二分配梁2-2上設(shè)有第三銷軸3-3和第四銷軸3-4，四對(duì)加載夾板5和試件6設(shè)在第一分配梁2-1和第二分配梁2-2之間，試件6的四個(gè)邊通過四對(duì)加載夾板5可拆卸連接，四對(duì)加載夾板5上分別設(shè)有第五銷軸3-5、第六銷軸3-6、第七銷軸3-7和第八銷軸3_8，第一對(duì)傳カ桿4-1通過第一銷軸3-1和第五銷軸3-5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二對(duì)傳カ桿4-2通過第ニ銷軸3-2和第六銷軸3-6轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第三對(duì)傳カ桿4-3通過第三銷軸3-3和第七銷軸3-7轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第四對(duì)傳カ桿4-4通過第四銷軸3-4和第八銷軸3-8轉(zhuǎn)動(dòng)連接。裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)件兩對(duì)邊施加壓カ同時(shí)施加面內(nèi)剪切力，本裝置安裝在拉カ試驗(yàn)機(jī)上使用，也可以配合使用軸向拉伸作動(dòng)器工作。試驗(yàn)機(jī)上下夾頭分別連接拉カ加載臂，施加拉カP。根據(jù)銷軸的相對(duì)位置，決定了分配給兩對(duì)傳カ桿的カ值比例。傳カ桿的另一端跨越試驗(yàn)件水平中心線，連接銷軸，變壓力加載為拉カ加載，提高了加載裝置的穩(wěn)定性，降低了傳カ桿的剛度要求，并且使得傳カ角度和傳カ大小更加明確。
具體實(shí)施方式
ニ 結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的第一分配梁2-1和第二分配梁2-2的中間位置處各設(shè)有ー個(gè)加載臂1，此結(jié)構(gòu)用于連接試驗(yàn)機(jī)，施加拉力。其它實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的第一分配梁2-1上開有第一滑槽7，第一銷軸3-1和第二銷軸3-2在第一滑槽7內(nèi)滑動(dòng)；第二分配梁2-2上開有第ニ滑槽8，第三銷軸3-3和第四銷軸3-4在第二滑槽8內(nèi)滑動(dòng)，此結(jié)構(gòu)可隨意調(diào)節(jié)第一銷軸3-1、第二銷軸3-2、第三銷軸3-3和第四銷軸3-4在分配梁上的位置。其它實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一相同。工作原理結(jié)合圖2-圖4說明雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置的原理，試驗(yàn)機(jī)拉力P、試驗(yàn)件放置偏角a (即第五銷軸3-5與第八銷軸3-8中心的連線與試驗(yàn)機(jī)拉カP作用線的夾角)、長邊方向第六銷軸和第七銷軸中心的距離a、長邊方向試驗(yàn)區(qū)長度a'、短邊方向第五銷軸和第八銷軸中心的距離b、短邊方向試驗(yàn)區(qū)長度b'、第五銷軸3-5受カF1、第八銷軸3-8受カF1'、第六銷軸3-6受カF2、第七銷軸3-7受カF2'、F1的壓カ分量Flt、F2的壓カ分量F2t、F1的剪切分量Flq、F2的剪切分量F2q、第一銷軸3-1或第四銷軸3-4到拉カP作用線的距離Cl，第二銷軸3-2或第三銷軸3-3到拉カP作用線的距離C2。
本裝置通過調(diào)整試驗(yàn)件放置偏角a和拉カP，來達(dá)到調(diào)整板四邊剪カ壓カ的大小的功能。下面給出推導(dǎo)。由分配梁力平衡可知
權(quán)利要求
1.一種雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述裝置包括第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)、第一銷軸(3-1)、第二銷軸(3-2)、第三銷軸(3-3)、第四銷軸(3_4)、第五銷軸(3-5)、第六銷軸(3-6)、第七銷軸(3-7)、第八銷軸(3-8)、四對(duì)傳カ桿和四對(duì)加載夾板(5)，每對(duì)傳カ桿包括兩個(gè)平行設(shè)置的傳カ桿，四對(duì)傳カ桿分別定義為第一對(duì)傳カ桿(4-1)、第二對(duì)傳カ桿(4-2)、第三對(duì)傳カ桿(4-3)和第四對(duì)傳カ桿(4-4),第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)平行設(shè)置，第一分配梁(2-1)上設(shè)有第一銷軸(3-1)和第二銷軸(3-2)，第二分配梁(2-2)上設(shè)有第三銷軸(3-3)和第四銷軸(3-4)，四對(duì)加載夾板(5)和試件(6)設(shè)在第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)之間，試件￠)的四個(gè)邊通過四對(duì)加載夾板(5)可拆卸連接，四對(duì)加載夾板(5)上分別設(shè)有第五銷軸(3-5)、第六銷軸(3-6)、第七銷軸(3-7)和第八銷軸(3-8)，第一對(duì)傳カ桿(4-1)通過第一銷軸(3-1)和第五銷軸(3-5)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二對(duì)傳カ桿(4-2)通過第二銷軸(3-2)和第六銷軸(3-6)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第三對(duì)傳カ桿(4-3)通過第三銷軸(3-3)和第七銷軸(3-7)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第四對(duì)傳カ桿(4-4)通過第四銷軸(3-4)和第八銷軸(3-8)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置，其特征在于第一分配梁(2-1)和第二分配梁(2-2)的中間位置處各設(shè)有ー個(gè)加載臂(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置，其特征在于第一分配梁(2-1)上開有第一滑槽(7)，第一銷軸(3-1)和第二銷軸(3-2)在第一滑槽(7)內(nèi)滑動(dòng)；第二分配梁(2-2)上開有第二滑槽(8)，第三銷軸(3-3)和第四銷軸(3-4)在第二滑槽(8)內(nèi)滑動(dòng)。
全文摘要
雙向壓縮剪切復(fù)合加載試驗(yàn)裝置，它涉及一種復(fù)合加載試驗(yàn)裝置。該裝置為解決目前加載裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費(fèi)用高且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)加筋壁板類結(jié)構(gòu)的雙向拉伸或壓縮載荷與面內(nèi)剪切載荷的復(fù)合加載的問題。第一分配梁和第二分配梁平行設(shè)置，第一分配梁上設(shè)有第一銷軸和第二銷軸，第二分配梁上設(shè)有第三銷軸和第四銷軸，四對(duì)加載夾板和試件設(shè)在第一分配梁和第二分配梁之間，試件的四個(gè)邊通過四對(duì)加載夾板可拆卸連接，第一對(duì)傳力桿通過第一銷軸和第五銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二對(duì)傳力桿通過第二銷軸和第六銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第三對(duì)傳力桿通過第三銷軸和第七銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第四對(duì)傳力桿通過第四銷軸和第八銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明用于航空航天加筋壁板類結(jié)構(gòu)部件的復(fù)合加載試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N3/24GK102735545SQ20121022738
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者劉偉, 李小樂, 程翔, 馬勝強(qiáng), 高維成 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)