[发明专利]一种跨度可调且具有定位功能的弯曲试验夹具

说明书

技术领域

本发明属于飞机结构弯曲试验技术领域，具体涉及一种跨度可调且具有定位功能的弯曲试验夹具。

背景技术

在飞机机翼结构中存在大量的梁式结构用以抵抗弯曲载荷和变形。而通过三点、四点弯曲试验来确定材料和结构的弯曲性能数据是开展航空航天、交通、机械和化工等领域的可靠性设计、分析与验证工作的基本前提。在飞机起飞-巡航-降落的过程中，机翼中梁式结构主要承受弯曲载荷的反复作用，容易发生疲劳失效。有时在突风载荷作用下，机翼结构会发生较大的变形，不利于飞机的安全控制和正常飞行。另外，在现行的飞机结构强度规范中也规定，在飞机服役年限和使用寿命期间，梁式结构的元件和部件在指定的期间内不应发生弯曲变形失效和疲劳失效。所以，对飞机机翼中梁式结构抗弯性能的研究具有重要的意义。

弯曲试验是获取材料和结构抗弯性能数据的重要途径。而现有的弯曲试验夹具装置在研究试验件的弯曲性能时具有一定局限性：(1)试验夹具的支点是固定的，不可根据试件尺寸要求调节跨度，无法按试件尺寸的加工误差而灵活调整；(2)试验夹具不具有限制试件侧向位移的功能，而且无法保证试件轴向与支点间的垂直度，易对试验载荷、位移及寿命数据产生较大影响；(3)在对大载荷、大变形的试件进行弯曲试验时，夹具易受磨损，不易更换，重新设计成本较高，减缓产品研发进度。现有弯曲试验夹具的不足容易导致材料和结构弯曲性能的测试误差，给飞机型号研制中的成本、周期、结构重量、可靠性及服役寿命等带来负面效应。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种能够同时满足三点、四点弯曲试验要求的跨度可调、易更换、具有定位功能且可反复使用的弯曲试验夹具装置，解决目前军、民机型号研制中弯曲试验夹具跨度固定且易磨损及对试验件的定位精度不足等关键技术问题，形成对新型弯曲试验件大变形、大载荷和高精度控制的试验能力。

本发明跨度可调且具有定位功能的弯曲试验夹具，包括两个夹具上支点、两个夹具下支点、上夹具导轨平台、下夹具导轨平台以及作动筒，其中，上夹具导轨平台与下夹具导轨平台均设置有滑轨，并沿滑轨方向设置有刻度，所述滑轨内设有螺纹孔，所述夹具上支点与上夹具导轨平台滑动连接，并通过螺栓固定，夹具下支点与下夹具导轨平台滑动连接，并通过螺栓固定，所述下夹具导轨平台通过试验机下夹头固定在试验机加载框架上，上夹具导轨平台通过试验机上夹头固定连接作动筒。

优选的是，所述试验机下夹头与所述试验机上夹头均为液压夹头。

在上述方案中优选的是，所述作动筒上设置有载荷传感器。

在上述方案中优选的是，还包括卡位装置，所述卡位装置可拆卸连接在夹具下支点上，任一夹具下支点上设置有两个卡位装置，两个卡位装置之间形成容纳槽，所述容纳槽适配试验件。

在上述方案中优选的是，作动筒安装于整体框架之中，为500kN作动筒，可施加常幅、变幅载荷。

下夹具导轨平台上设计的刻度，可通过夹具的两个夹具下支点调节跨度，最大跨度为1400mm，由侧面螺栓固定，以适应不同大小的弯曲试验件。

本发明的有益效果是：

1)可以解决在进行大载荷、大变形的弯曲试验时，夹具支点跨度不可调整、无法适应试件尺寸变化或设计需要的问题；

2)可以解决现有夹具不能限制试件侧向位移、无法保证试件轴向与支点垂直度调整的问题，提高了弯曲试验中载荷、位移及寿命数据的可靠性；

3)解决了试验夹具不易装卸、更换和维护的问题，夹具的通用性降低了设计成本；

4)解决了军、民机新型机翼中承受大载荷、大变形的梁式结构的弯曲疲劳问题，便于确定相应结构的损伤特性、失效机理和维护方案；

5)形成了对新型弯曲试验件大变形、大载荷和高精度控制的试验能力。

附图说明

图1为本发明跨度可调且具有定位功能的弯曲试验夹具的一优选实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的夹具上支点或夹具下支点结构示意图。

图3为图1所示实施例的卡位装置结构示意图。

图4为图1所示实施例的夹具上支点安装示意图。

图5为图1所示实施例的夹具下支点安装示意图。

图6为图1所示实施例的弯曲试验工况示意图。

其中，1为试验机加载框架、2为作动筒、3为载荷传感器、4为试验机上夹头、5为上夹具导轨平台、6为夹具上支点、7为卡位装置、8为下夹具导轨平台，9为夹具下支点，10为试验机下夹头。

具体实施方式