[发明专利]一种复合材料桁架扭转实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种扭转实验装置及方法，具体涉及一种复合材料桁架扭转实验装置及方法。

背景技术

复合材料具有比强度高、比模量大、热稳定性好、性能可设计等优势。桁架式结构质量轻、灵活易拆装，可根据需要进行结构调整以适应不同的载荷布局，具有较高效率，已获得广泛使用。目前，复合材料桁架结构成为航空航天等多领域大量使用的结构形式，并且具有进一步的发展潜力。扭转是复合材料桁架的基本受载工况，但由于理论局限以及复合材料制备过程中的相关工艺问题，对复合材料桁架的扭转性能预报还存在一些问题，因此实验手段必不可少。

目前，复合材料桁架扭转实验装置及方法鲜有文献报道。

发明内容

本发明为解决目前还没有可以进行复合材料桁架扭转实验的装置及方法的问题，进而提出一种复合材料桁架扭转实验装置及方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括底座、桁架试件支撑座、扭转轴支撑座、扭转轴、加载力臂法兰盘、加载力臂、第一三角连接板、第二三角连接板、悬挂重物、第一位移测量器和第二位移测量器，底座上表面的中部沿长度方向设有滑槽，桁架试件支撑座和扭转轴支撑座并排设置在底座上表面的滑槽中，桁架试件的一端通过第一三角连接板与桁架试件支撑座连接，桁架试件的另一端通过第二三角连接板与扭转轴的一端连接，扭转轴安装在扭转轴支撑座上，扭转轴的另一端通过加载力臂法兰盘与加载力臂的一端连接，悬挂重物通过挂钩与加载力臂的另一端连接，第一位移测量器的测头与第一三角连接板的一侧接触，且第一位移测量器的测头的轴线水平指向第一三角连接板的几何中心，第二位移测量器的测头与第二三角连接板的一侧接触，且第二位移测量器的测头的轴线水平指向第二三角连接板的几何中心。

本发明所述实验方法的具体步骤如下：

步骤一、将底座水平放置，将桁架试件支撑座和扭转轴支撑座安装在底座上表面的滑槽中；

步骤二、将桁架试件两端弦杆端部擦净，打磨弦杆端部并在弦杆端部均匀涂覆常温固化树脂胶粘剂，然后将弦杆端部插入法兰中，将桁架试件的一端与第一三角连接板连接，将桁架试件的另一端与第二三角连接板连接，第二三角连接板与扭转轴支撑座上的扭转轴的一端连接，扭转轴的另一端通过加载力臂法兰盘与加载力臂的一端连接，通过螺栓将桁架试件支撑座与扭转轴支撑座固定在底座上，将第一三角连接板与桁架试件支撑座固定；

步骤三、调整并固定第一位移测量器和第二位移测量器，使第一位移测量器的测头的轴线水平指向第一三角连接板的几何中心，第二位移测量器的测头的轴线水平指向第二三角连接板的几何中心；

步骤四、通过加载力臂另一端的悬挂重物带动扭转轴转动；

步骤五、计算桁架试件的扭转角与扭转刚度：

θ=arccos3la6a+2la-arccos3lb6b+2lb]]>       ①

GIp=T·Lθ]]>

②