本發(fā)明涉及一種力學(xué)性能測(cè)試夾具，用于在C型梁力學(xué)性能測(cè)試中夾持C型梁。

背景技術(shù)：

梁是飛機(jī)結(jié)構(gòu)中最主要的受力構(gòu)件之一，如翼面結(jié)構(gòu)中的大梁、機(jī)身結(jié)構(gòu)中的縱梁等，它們通常由只受剪切載荷的腹板及受軸向拉、壓載荷的緣條構(gòu)成，其幾何特征是長度尺寸遠(yuǎn)大于高度和寬度尺寸。C形梁是飛機(jī)機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼、方向舵等翼面類結(jié)構(gòu)的重要組成部件，其制造質(zhì)量和裝配性能直接影響飛機(jī)的性能和使用壽命。由于所使用的復(fù)合材料樹脂基體的固化收縮、樹脂/纖維/模具熱膨脹系數(shù)不同、各向異性等多因素影響，導(dǎo)致C型梁存在一定的開閉角制造偏差，這將直接影響C型梁后續(xù)的裝配性能?，F(xiàn)有測(cè)試夾具無法模擬C型梁裝配時(shí)的受力狀態(tài)，不能提供裝配夾緊力與變形之間的關(guān)系。所以發(fā)明一種可以模擬C型梁裝配狀態(tài)、并能夠測(cè)試C型梁在裝配夾緊力下的變形響應(yīng)的試驗(yàn)夾具是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種力學(xué)性能測(cè)試夾具，其可用于在C型梁力學(xué)性能測(cè)試中正確夾持有開閉角的C型梁。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的測(cè)試夾具用于C型梁力學(xué)性能測(cè)試中在外部的試驗(yàn)機(jī)上夾持C型梁試樣。根據(jù)本發(fā)明，測(cè)試夾具包括上部夾具和下部夾具。

上部夾具包括：上部夾頭，上部夾頭沿豎直方向呈倒U形，在上部夾頭的兩側(cè)設(shè)有同軸的、沿水平方向延伸的圓形通孔；上支撐桿，上支撐桿的徑向橫截?cái)嗝娴耐廨喞械囊徊糠殖蕡A弧形，使得上支撐桿可在上部夾頭的圓形通孔中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，徑向橫截?cái)嗝嬷械牧硪徊糠殖手本€形，形成圓形通孔的軸線平行的上部平面表面；兩個(gè)上橫向定位滑塊和一個(gè)上縱向定位壓片，兩個(gè)上橫向定位滑塊套裝在上支撐桿上，上縱向定位壓片在兩側(cè)分別與兩個(gè)上橫向定位滑塊連接。

下部夾具包括：下部夾頭，下部夾頭沿豎直方向呈正U形，在下部夾頭的兩側(cè)設(shè)有同軸的、沿水平方向延伸的圓形通孔；下支撐桿，下支撐桿的徑向橫截?cái)嗝娴耐廨喞械囊徊糠殖蕡A弧形，使得下支撐桿可在下部夾頭的圓形通孔中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，徑向橫截?cái)嗝嬷械牧硪徊糠殖手本€形，形成圓形通孔的軸線平行的下部平面表面；兩個(gè)下橫向定位滑塊和一個(gè)下縱向定位壓片，兩個(gè)下橫向定位滑塊套裝在下支撐桿上，下縱向定位壓片在兩端分別與兩個(gè)下橫向定位滑塊連接。

通過上述方案，將C型梁試樣裝夾在測(cè)試夾具上之后，C型梁試樣的內(nèi)部水平表面緊貼上支撐桿的上部平面表面和下支撐桿的下部平面表面，從而實(shí)現(xiàn)模擬C型梁裝配時(shí)的受力狀態(tài)，準(zhǔn)確測(cè)試C型梁試樣在裝配夾緊力作用下的變形相應(yīng)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，在上支撐桿的下側(cè)與外部試驗(yàn)機(jī)的夾持中心線相交處設(shè)有標(biāo)記，上部夾具還具有上橫向滑塊定位連桿，上橫向滑塊定位連桿設(shè)有另一標(biāo)記，該另一標(biāo)記對(duì)齊上支撐桿的標(biāo)記使得上橫向滑塊定位連桿能在兩端分別與兩個(gè)上橫向定位滑塊連接。在下支撐桿的上側(cè)與外部試驗(yàn)機(jī)的夾持中心線相交處設(shè)有標(biāo)記，上部夾具還具有下橫向滑塊定位連桿，下橫向滑塊定位連桿設(shè)有另一標(biāo)記，該另一標(biāo)記對(duì)齊下支撐桿的標(biāo)記使得上橫向滑塊定位連桿能在兩端分別與兩個(gè)上橫向定位滑塊連接。這種結(jié)構(gòu)可通過簡單的方式實(shí)現(xiàn)C型梁試樣的中心線與外部試驗(yàn)機(jī)的夾持中心線重合。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明在上支撐桿的下側(cè)的標(biāo)記為凹槽，在上橫向滑塊定位連桿上的標(biāo)記為凸塊。優(yōu)選地，在下支撐桿的上側(cè)的標(biāo)記為凹槽，在下橫向滑塊定位連桿上的標(biāo)記為凸塊。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)方案，上縱向定位壓片在兩端分別通過螺母與兩個(gè)上橫向定位滑塊連接，下縱向定位壓片在兩端分別通過螺母與兩個(gè)下橫向定位滑塊連接，從而測(cè)試夾具匹配不同厚度的C型梁試樣。優(yōu)選地采用蝶形螺母。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)方案，上部夾具和下部夾具彼此活動(dòng)地連接。優(yōu)選地，上部夾頭的兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有上部導(dǎo)軌/導(dǎo)槽，下部夾頭的兩個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有下部導(dǎo)軌/導(dǎo)槽，上部導(dǎo)軌/導(dǎo)槽和下部導(dǎo)軌/導(dǎo)槽彼此沿豎直方向滑動(dòng)連接。由此，上部夾具和下部夾具形成一體的結(jié)構(gòu)，易于裝夾在試驗(yàn)機(jī)的鉗口上。

附圖說明

接下來根據(jù)附圖示例性地詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中：.

圖1為測(cè)試夾具的組裝狀態(tài)圖；

圖2為圖1中的測(cè)試夾具的分解圖；

圖3為圖1中的測(cè)試夾具的上支撐桿的徑向橫截?cái)嗝鎴D；

圖4為圖1中的測(cè)試夾具的下支撐桿的徑向橫截?cái)嗝鎴D；

具體實(shí)施方式

從圖1和圖2中可見，測(cè)試夾具1由上部夾具和下部夾具組成。上部夾具可安裝于未示出的試驗(yàn)機(jī)的上鉗口上，下部夾具可安裝于試驗(yàn)機(jī)的下鉗口上。

上部夾具包括上部夾頭2、上部導(dǎo)槽3、上支撐桿5、上支撐桿定位螺母4、兩個(gè)上橫向定位滑塊6A、上縱向定位壓片9A、兩個(gè)蝶形螺母8、上橫向滑塊定位連桿7A。上部夾頭2呈U形、沿豎直方向向下開口并且可通過其上部夾片15安裝于試驗(yàn)機(jī)的上鉗口上。在上部夾頭2的兩側(cè)設(shè)有同軸的、沿水平方向延伸的圓形通孔18。上支撐桿5穿過通孔18并且可在通孔18中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)合圖3可見，在上支撐桿5的徑向橫斷截面的外輪廓中，下部呈圓弧形，上部呈直線形，因此上支撐桿的上部平面表面與通孔18的軸線平行。為了限制上支撐桿5的沿水平方向的自由度，在上支撐桿5的兩端面處鉆有螺紋孔，兩個(gè)上支撐桿定位螺母4可穿過通孔18旋入其中。兩個(gè)上橫向定位滑塊6A分別在兩端套裝在上支撐桿5上并抵靠C型梁試樣19，用來對(duì)夾持后的C型梁試樣19進(jìn)行橫向定位。上橫向定位滑塊6A的上部鉆有沿豎直方向的螺紋孔21，通過將蝶形螺母8穿過下縱向定位壓片9A兩端處的通孔20旋入該螺紋孔21可使上縱向定位壓片9A在兩端分別與兩個(gè)上橫向定位滑塊6A連接，蝶形螺母的旋合深度根據(jù)C型梁試樣的厚度而不同。為了實(shí)現(xiàn)簡單地使C型梁試樣19的中心線與外部試驗(yàn)機(jī)的夾持中心線I重合，上橫向定位滑塊6A下部鉆有沿水平方向的螺紋孔，在上支撐桿5的下側(cè)與夾持中心線I相交處設(shè)有凹槽16，并且在上橫向定位連桿7A設(shè)有與凹槽相匹配的凸塊17，將凸塊17與凹槽16對(duì)齊能使將上橫向定位連桿7A通過其兩端處的外螺紋在兩端與兩個(gè)上橫向定位滑塊6A連接。在上部夾頭2的兩側(cè)處還分別設(shè)有的上部導(dǎo)槽3。

下部夾具包括下部夾頭11、下部導(dǎo)軌12、下支撐桿13、下支撐桿定位螺母4、兩個(gè)下橫向定位滑塊6B、下縱向定位壓片9B、兩個(gè)蝶形螺母8、下橫向滑塊定位連桿7B。下部夾頭11呈U形、沿豎直方向向上開口并且可通過其下部夾片10安裝于試驗(yàn)機(jī)的下鉗口上。在下部夾頭11的兩側(cè)設(shè)有同軸的、沿水平方向延伸的圓形通孔18。下支撐桿13穿過通孔18并且可在通孔18中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)合圖4可見，在下支撐桿13的徑向橫斷截面的外輪廓中，上部呈圓弧形，下部呈直線形，因此下支撐桿的下部平面表面與通孔18的軸線平行。為了限制下支撐桿13的沿水平方向的自由度，在下支撐桿13的兩端面處鉆有螺紋孔，兩個(gè)下支撐桿定位螺母4可穿過通孔18可旋入其中。兩個(gè)下橫向定位滑塊6B分別在兩端套裝在下支撐桿13上并抵靠C型梁試樣19，用來對(duì)夾持后的C型梁試樣19進(jìn)行橫向定位。下橫向定位滑塊6B的下部鉆有沿豎直方向的螺紋孔21，通過將蝶形螺母8穿過下縱向定位壓片9B兩端處的通孔20旋入該螺紋孔21可使下縱向定位壓片9B在兩端分別與兩個(gè)下橫向定位滑塊6B連接，蝶形螺母的旋合深度根據(jù)C型梁試樣19的厚度而不同。為了實(shí)現(xiàn)簡單地使C型梁試樣的中心線與外部試驗(yàn)機(jī)的夾持中心線I重合，下橫向定位滑塊6B下部鉆有沿水平方向的螺紋孔，在下支撐桿5的上側(cè)與夾持中心線I相交處設(shè)有凹槽16，并且在下橫向定位連桿7B設(shè)有與凹槽相匹配的凸塊17，將凸塊17與凹槽16對(duì)齊能使將下橫向定位連桿7B通過其兩端處的外螺紋在兩端與兩個(gè)下橫向定位滑塊6B連接。在下部夾頭2的兩側(cè)處還分別設(shè)有的下部導(dǎo)軌12，通過上部導(dǎo)槽3和下部導(dǎo)軌12，上部夾頭2和下部夾頭11和滑動(dòng)連接。

在力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，使用上述測(cè)試夾具1夾持C型梁試樣19，包括如下步驟：

(1)分別將上部夾具和下部夾具裝夾在試驗(yàn)機(jī)的鉗口上；

(2)根據(jù)C型梁試樣19的長度調(diào)節(jié)上部夾具和下部夾具之間的距離；

(3)將C型梁試樣19放入測(cè)試夾具1中并調(diào)整上、下支撐桿，使C型梁試樣19分別貼靠上支撐桿的上部平面表面和下支撐桿的下部平面表面；

(4)將上橫向滑塊定位連桿7A的凸塊17對(duì)齊上支撐桿的凹槽16，并且使上橫向滑塊定位連桿7A與兩個(gè)上橫向定位滑塊6A連接以及使兩個(gè)上橫向定位滑塊6A抵靠C型梁試樣19；

(5)將兩個(gè)蝶形螺母8穿過上縱向定位壓片上的通孔20分別旋入兩個(gè)上橫向定位滑塊6A的螺紋孔21中；

(6)將上橫向滑塊定位連桿7A的凸塊17對(duì)齊上支撐桿的凹槽16，并且使上橫向滑塊定位連桿7A與兩個(gè)上橫向定位滑塊6A連接并且使兩個(gè)上橫向定位滑塊6A抵靠C型梁試樣19；

(7)將兩個(gè)蝶形螺母8穿過上縱向定位壓片上的通孔20分別旋入兩個(gè)上橫向定位滑塊6A的螺紋孔21中，夾持完成。