[发明专利]用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种测试力学性能的辅助装置，具体是一种用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具。

背景技术

柱形曲板作为一种抗弯扭性能较强的薄壁结构，在各工业领域广泛使用。由这类结构失稳引发的安全问题一直是人们关注和研究的课题。为避免对边界条件的模拟，可以采用圆筒来研究柱形曲板的屈曲性能，这种方法虽不需要考虑直边夹具设计，但容易引起试材浪费，尤其是对于昂贵的先进材料；且当试件的曲率半径较大时，试验机可能没有足够的试验空间完成试验。柱形曲板直边的简支边界条件是指试件直边沿径向和环向的平移及绕径向和环向的转动被限制，试件直边只能沿轴向平移及绕轴向转动。目前柱形曲板的轴压稳定性试验中，关于如何实现柱形曲板直边的简支边界条件并没有统一标准，可参考的试验夹具较少且设计复杂，此类试验夹具大多采用类似于槽的设计理念，如V形槽，槽形孔等。但V形槽不能夹持住柱形曲板直边，试验中能否实现正确的简支边界条件有待考量。槽形孔借助槽口卡住柱形曲板直边，而曲板成形中很容易产生翘曲，少量的翘曲会对槽形卡口的安装带来困难。且一般而言曲板的厚度局部不均匀的，也会使局部夹持不符合简支要求。柱形曲板轴压稳定性试验中，需要试件横剖面形心与试验机加载中心重合。由于回弹现象的存在，柱形曲板的曲率半径在成形中很难控制，与设计尺寸存在公差。不恰当的设计不仅容易引起试件与夹具的装配问题，还容易使夹具没有足够的调节余度以完成试件的对中性调节。

经过对现有技术的检索发现，1976年第三期《力学进展》发表的环向加筋圆柱曲板试验，记载了一种夹具，该夹具主要由Z型铸块、V形槽块和螺钉组成，但该技术的V形槽口不能对试件起到夹持作用，能否实现正确的简支边界条件有待考量；1980年第一期《力学与实践》发表的圆柱形曲板内压实验，记载了一种夹具，该夹具主要由圆饼夹头、轴承支座和可调轴承支座组成，但该技术的圆饼夹头不可根据试件的厚度进行调节，且一般而言曲板的厚度是不均匀的，因此这种设计的适用性受到限制。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于柱形曲板轴压稳定性试验的固定夹具，结构简单，适用于多种曲率和厚度的曲板试验中的简支夹持。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：下压板、两个L形立柱和若干对夹头，其中：两个L形立柱的水平面分别固定于下压板上且位于待测曲板的两端部直边处，垂直面上分别沿待测曲板的两端部直边分段固定若干对夹头，使得待测曲板的两端部直边夹持于其两侧夹头的中间。

所述的L形立柱的垂直面上开有若干对第一位置调节孔，各个夹头分别由第一连接件配合第一位置调节孔进行固定。

所述的L形立柱的水平面上开有若干第二位置调节孔，L形立柱由第二连接件配合第二位置调节孔进行固定。

所述的下压板的水平面上开有若干第三位置调节孔，与所述的L形立柱由第二连接件配合第二位置调节孔固定L形立柱。

所述的第一位置调节孔的结构为水平方向的长条形圆孔。

所述的第二位置调节孔的结构为与第一位置调节孔平行的长条形圆孔。

所述的第三位置调节孔的结构为长条形圆孔。

所述的第二位置调节孔的中心线与所述的第三位置调节孔的中心线垂直。

所述的L形立柱的背部设有加强肋。

所述的夹头上开有通孔且由第一连接件穿过该通孔进行固定。

所述的夹头的结构为：固定部为矩形且夹持部为V字形凸出。

所述的第一连接件和第二连接件均为螺栓和螺母配合的紧固件。

有益效果

1、本发明结构简单，易于推广；

2、本发明的L形立柱与夹头连接处的第一位置调节孔设计使夹头间的间距可调节，更好地夹持曲板试件。对于高度近似的试件，L形立柱可重复使用。对于不同的试件，夹头可重复利用；

3、本发明的L形立柱与下压板连接处第二位置调节孔的设计，加大了L形立柱的调节余度，可有效解决曲板成形缺陷带来的装配及对中性调节问题。对于曲板的直边间距近似的试件，下压板可重复利用；

4、本发明的第三位置调节孔的设计加大了L形立柱的安装调节余度，可适用于一定尺寸范围的试验件的夹持；

5、本发明对柱形曲板直边简支边界条件模拟准确：L形立柱限制了试件的环向位移，夹头限制试件的径向位移，曲板与L形立柱及夹头之间的线接触使试件可绕夹持处转动；

6、本发明已成功应用于某大型客机的曲板稳定性试验中，取得良好效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体结构图。

图2为本发明实施例1的俯视图。