[发明专利]一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质。该方法包括：在未对复合材料连接件施加载荷以及施加特定载荷两种情况下，分别获取该连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数以及挤压位置参数；根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数以及初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；根据该形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。采用上述技术方案实现了采用非接触的方式直接测量复合材料连接件中的钉载分布，不仅减少了测量误差，同时降低了钉载测量的成本，便于大范围使用。

技术领域

本发明实施例涉及测试领域，尤其涉及一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质。

背景技术

随着飞机的更新换代，复合材料在飞机结构中的应用稳步增长，目前已应用至机身、机翼等主承力结构。由于设计、工艺和使用维护等方面的限制，通常需要采用机械连接特别是钉连接的方式进行载荷传递。

在实际应用过程中，由于复合材料机械连接的钉载分布相对于金属结构有显著差异，加之复合材料作为脆性材料的这一特殊属性，使得在飞机复合材料连接结构设计时需要精确计算连接结构中的钉载分布情况。在使用钉载分布计算方法进行计算前，必须通过试验方法验证该计算方法的有效性和可行性，以保证所设计复合材料连接结构的安全性。

现有技术中，通常采用应变片测量以及钉载传感器法获取复合材料机械连接中的钉载分布。然而，仅通过粘贴在被连接板外表面的应变片测量离散点的应变值难以表征钉孔形变截面的整体应变情况，同时由于偏心矩的存在使被连接板的内贴合面(也即内表面)与外表面的应变值存在显著差异，致使应变片测量法的测量误差较大。钉载传感器法中，将紧固件的金属杆四周对称开槽并放置应变片对形成测量器件，采用各应变片的输出信号表征传感器承受载荷情况。然而开槽后的金属杆与钉孔的配合状态发生了变化，致使获取的钉载分布难以表征实际结构中的具体分布；另外金属杆中的金属槽削弱了传感器杆的承载能力，使传感器仅能在低载工况的情况下使用，限制了传感器的应用范围，同时由于制造工艺难度大使其制造成本也较为昂贵难以广泛使用。

发明内容

本发明提供一种钉载测量方法、装置、测量仪以及存储介质，以实现在减少钉载测量误差的同时，能够降低钉载测量的成本，并且便于大范围应用。

第一方面，本发明实施例提供了一种钉载测量方法，用于测量复合材料连接件的钉载，所述连接件至少包括两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板，各连接板平行放置，相邻连接板之间通过两对或两对以上的连接孔连接，各连接孔的孔径相同，该方法包括：

在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；

在沿与连接板平行的方向，分别对相邻连接板施加方向相对且大小相同的载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔被挤压侧壁对应的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到挤压位置参数；

根据每对连接孔对应投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值以及全部连接孔所对应各投影线的挤压位置参数与初始位置参数的差值之和，确定每对连接孔的形变比；

根据每对连接孔的形变比与所施加载荷的大小，得到每对连接孔的钉载值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种钉载测量装置，用于测量复合材料连接件的钉载，所述连接件至少包括两块厚度相同以及材质相同的复合材料连接板，各连接板平行放置，相邻连接板之间通过两对或两对以上的连接孔连接，各连接孔的孔径相同，其特征在于，所述测量方法包括：

第一获取模块，用于在未对所述连接件施加载荷时，获取所述连接件中与每对连接孔侧壁相切的截面在所在连接板第一面的各投影线的三维位置坐标得到初始位置参数；