[发明专利]一种测试T型接头多角度力学行为试验装置

说明书

本发明公开了一种试验装置，用于T型接头力学性能测试，包括：试样、夹持机构、滑块、固定螺栓、固定螺母、导轨；试验装置通过导轨与试验机连接；夹持机构包括上锥台、下锥台、支座、紧固螺栓、紧固螺母、压紧螺栓，通过上下锥台给T接头试样两侧底板施加预紧力，从而完成夹持动作，通过设计不同锥度的锥台可以控制T型接头的夹持角度，从而控制试验过程中T型接头的加载方向；紧固螺柱用于连接支座、上锥台和下锥台，以及连接夹持机构与滑块；通过控制固定螺栓和固定螺母的位置来控制滑块在导轨上的位置。上述试验装置可以适应不同长度和高度的T型接头试样，降低了切割T型接头时对粗糙度的要求，同时可以完成多角度加载的力学试验，通用性强。

技术领域

本发明涉及航空航天结构可靠性领域，是一种针对典型工程结构连接形式T型接头多角度力学行为的试验装置。

背景技术

随着科学技术的发展，航空航天等军工领域对结构件的可靠性和安全性提出了更高要求。由于复合材料整体结构具有机械连接少、结构重量轻、装备成本低、结构寿命长等优点，已经大量用在国内外在役先进飞机上。复合材料T型接头作为典型的基本结构形式，已被越来越广泛地应用于飞机机身舱段、机翼翼盒、尾翼、发动机进气道、火箭外壳等航空航天飞行器部件中，主要用于结构件内部相互垂直各面间载荷的传递，在为此类关键部件提供足够强度和刚度的同时，减少了部件的整体制造成本及装配成本并极大减轻了其重量。

然而，由于T型接头包含垂直连接板、底板、填料区等结构部位，且由于制造此类接头的复合材料内部结构(机织、编织、针织等)和组分(增强体：碳纤维、玻璃纤维等，基体：热固性、热塑性等)的多样性和复杂性，其在承载和传载的过程中往往成为整体结构件最难以评估、最薄弱的部位，其受载时拥有复杂的损伤萌生扩展等力学行为，其失效极易导致结构的整体破坏。因此，近年来，复合材料T型接头力学性能评估问题得到国内外研究人员越来越广泛的关注，并已进行大量试验研究，然而此类研究一般仅针对T型接头垂向拉伸、压缩、侧向弯曲等性能进行试验和观测，忽视了T型接头在服役期间承受多个方向载荷时的承载情况。公开文献中尚未有装置可用于不同加载角度情况下复合材料T型接头力学性能(如拉伸、压缩及相应的疲劳、蠕变试验)的测试装置。

为研究复合材料T型接头在多向受载期间损伤失效机理及相关力学行为，对复合材料整体结构优化设计提供指导，需要设计一套测试T型接头复杂受载下力学性能的试验装置。

发明内容

本发明涉及航空航天结构可靠性领域，是一种针对典型工程结构连接形式T型接头力学性能试验的试验装置。该装置能够实现对T型接头力学性能的测试，该装置可用于不同结构尺寸、不同加载角度的T型接头力学性能测试，从而达到探索T型接头力学性能以及结构的损伤和失效模式的目的。

本发明提供的一种测试T型接头力学性能试验的试验装置，包括试样(1)、夹持机构(2)、滑块(3)、固定螺栓(4)、导轨(5)、固定螺母(6)；夹持机构(2)包括：上锥台(7)、下锥台(8)、支座(9)、压紧螺栓(10)、紧固螺栓(11)、紧固螺母(12)。

通过上下锥台给T接头试样两侧底板之间施加预紧力，从而完成夹持动作，通过设计不同锥度的锥台夹具可以控制T型接头的夹持角度，从而控制试验过程中T型接头的加载方向；紧固螺栓用于连接支座与锥台夹具，以及连接夹持机构与滑块；通过控制固定螺栓和固定螺母的位置来控制滑块在导轨上的位置。

附图说明

图1为本发明的试验装置整体结构示意图；

图2为本发明的试验装置导轨结构示意图；

图3为本发明的夹持机构结构示意图；

图4为本发明的锥台示意图；

图5为本发明的T型接头试样示意图。

图中：