[发明专利]薄板与细杆弯曲试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型薄板与细杆弯曲试验装置，是一种试验技术与方法的创新，可应用于航空、航天、土木工程等工程领域的薄板与细杆弯曲测试，属于工程测试技术领域。

背景技术

在工程技术领域，薄板、薄壳和细杆等是组成复杂工程结构的基本构件，其弯曲承载力与变形性能是重要设计因素。在传统常规工程结构，板与杆正常工作的弯曲变形较小，常假设小变形。在航天领域，出现了一类基于大变形实现收纳展开的空间可展结构，如缠绕肋空间可展天线、盘绕式空间伸展臂等，这类空间结构的薄壁肋或细杆存在大弯曲变形。

陈务军、张淑杰著的“空间可展结构体系与分析导论”（中国宇航出版社，2006.3）介绍了基于大弯曲变形的杆状空间可展结构，但未涉及试验验证技术；

国家标准“金属材料弯曲试验方法”（GB/T232-2010）规定了测定金属材料承受弯曲变形能力的试验方法，给出了两支辊与弯曲压头的三点加载装置概念、试验方法和计算公式。

李海星、丁亚林、惠守文等著的“单轴柔性铰链柔度系数试验装置的设计”（光学精密工程，2011，19（7）：1552-1559）为测定单轴柔性铰链柔度系数，设计了基于联杆的纯弯曲试验装置，只能适用于小转角。

张阿盈、柴亚南、关德新著的“非对称/非均衡复合材料层压板弯曲与扭转耦合变形试验方法”（复合材料学报，2012，29（1）：207-211）设计了一套四点弯曲柔性支持装置，也只能适用于小变形。

发明内容

针对现有弯曲试验装置存在的弯曲转角小、转角与加载不易控制，本发明的目的在于提供一种弯曲加载装置，可以实现0-180°的弯曲转角，同时弯曲转角可以连续变化。

为实现上述的目的，本发明的弯曲试验装置包括上加载框10、下加载导轨20和弯曲试件40，上加载框10呈门框型，其两肢门框底面为U型槽导轨；下加载导轨20横截面为U型，其两肢壁顶为L型导轨，L型导轨为外侧高内侧低；弯曲试验装置还包括加载车30，两个加载车30对称置于上加载框10和下加载导轨20之间，加载车30的上端与上加载框10两肢门框底面的U型槽导轨相连接，加载车30的下端与下加载导轨20两肢壁顶的L型导轨相连接，在两加载车30间连接弯曲试件40。

采用这样的结构，可以实现弯曲试件40在0-180°范围内的弯曲转角时测试弯曲承载力与变形性能，同时弯曲转角可以连续变化，便于弯曲承载力与变形性能测试。

将本发明的弯曲试验装置安装于具有加载压力控制的试验机，上加载框10接试验机上部夹具，下加载导轨20置于试验机座，通过试验机加载50，将力传至上加载框10门框梁，再由两肢门框传递至加载车30，加载车30产生力偶，并传递至弯曲试件40，实现弯曲试件40弯曲受力。随着加载增大，加载车30与上加载框10和下加载导轨20之间的发生相对运动，加载车30逐渐转动，使弯曲试件40可转动更大的转角，发生弯曲变形，直至转角为180°。

较佳地，加载车30还包括马蹄型承力体31和一个位于马蹄型承力体31上部深沟球轴承331，通过上部深沟球轴承331加载车30连接到加载框10两肢门框底面的U型槽导轨。

较佳地，加载车30还包括两个位于马蹄型承力体31下部深沟球轴承332，通过下部深沟球轴承332加载车30连接到下加载导轨20两肢壁顶的L型导轨。

较佳地，马蹄型承力体31正面呈马蹄形，侧面呈倒Π型。

较佳地，加载车30还包括模块化夹具板37和底部压板32，马蹄型承力体31的底部设有夹具凹槽，底部压板32的上部设有夹具凹槽，模块化夹具板37嵌入马蹄型承力体31底部的夹具凹槽和底部压板32的上部的夹具凹槽之间。

较佳地，模块化夹具板37夹持面为平行或菱型辊纹，用于夹持薄板弯曲试件40。

较佳地，模块化夹具板37夹持面为半圆或矩形凹槽，用于夹持圆形、矩形细杆弯曲试件40。

较佳地，加载车30还包括悬支轴36，悬支轴36设有凸缘361和键槽362，悬支轴36的一个轴端过盈连接下部深沟球轴承332，另一个轴端伸入马蹄型承力体31下部水平承压板耳轴孔，细高强沉头螺丝39从马蹄型承力体31下部水平承压板耳轴孔上侧的锁紧细螺丝孔拧入，卡紧悬支轴36。

较佳地，上加载框10和下加载导轨20的材料采用铝合金；加载车30的材料采用不锈钢或合金钢。

较佳地，上加载框10、下加载导轨20和加载车30的材料采用不锈钢或合金钢。

附图说明

图1是本发明的弯曲试验装置的左视图；