[发明专利]测试螺栓倾斜安装受拉细节疲劳额定值的试验件及方法

说明书

本发明属于航空疲劳试验领域，涉及一种测试螺栓倾斜安装受拉细节疲劳额定值的试验件及方法；本发明的试验件由两个相同的螺栓和角盒组成；所述的角盒具有用于试验机加载的夹持端面，用于螺栓的安装的安装底面，在夹持端面和安装底面的结合处的两侧有加强筋，加强筋有助于传递载荷降低结构应力水平，安装底面上开有供螺栓倾斜连接使用的孔。使用本发明的试验件测试螺栓倾斜安装受拉DFR值的方法为：根据试验件结构形式建立有限元模型进行应力分析及结构优化，布置应变片并进行试验状态监控；进行疲劳试验；根据试验结果，进行数据处理，通过本发明的方法可以计算螺栓倾斜安装受拉伸载荷作用的DFR值，为设计提供试验依据。

技术领域

本发明属于航空疲劳试验领域，涉及一种测试螺栓倾斜安装受拉细节疲劳额定值的试验件及方法。

背景技术

螺栓连接是工程实际中常用的连接方式，简单可靠应用广泛。但是螺栓孔制孔过程中由于施工难度、工人操作水平、设备故障等原因存在螺栓孔倾斜的情况，而且在检验时不容易检出。在这种情况下螺栓如果直接安装，其受力状态与正常安装差别很大，根据螺栓倾斜程度的不同螺栓的疲劳寿命会呈现不同程度的下降。常用的螺栓受拉DFR(细节疲劳额定值)测试方法一般按照国家标准《715.30A-2002紧固件试验方法拉伸疲劳》进行，其中的标准夹具只能测试螺栓在正常安装情况下的螺栓DFR值，无法通过简单改进测试螺栓倾斜安装的DFR，急需改进。

发明内容

本发明的目的是：提供一种测试螺栓倾斜安装受拉细节疲劳额定值的试验件及方法，以解决目前无法测试螺栓在倾斜安装受拉状态下的DFR值的技术问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种测试螺栓倾斜安装受拉细节疲劳额定值的试验件，所述的测试螺栓倾斜安装受拉细节疲劳额定值的试验件由一对螺栓2和一对角盒1组成；所述的角盒1具有夹持面11，安装底面12，在夹持面11和安装底面12的结合处的两侧有加强筋13，安装底面12上开有供螺栓倾斜连接使用的孔14，除孔14外，两个角盒为对称结构；所述的螺栓2对称安装在安装底面上，且螺栓轴线与安装底面12的法线不平行，且由两个螺栓2的轴线构成的平面垂直于安装底面和夹持面。

所述的夹持面11用于试验机加载；所述的安装底面12用于螺栓2的安装；所述的两侧的加强筋13传递载荷，有助于降低结构应力水平。

所述的角盒1的结构尺寸、试验载荷谱根据螺栓的牌号、尺寸、抗拉载荷和试验的倾斜角度确定。

所述的角盒1的结构尺寸包括：长L、宽W、高H、夹持面11的厚度b1、安装底面12的厚度b2、加强筋13的厚度b3。

利用所述的试验件测试螺栓倾斜安装受拉细节疲劳额定值的测试方法，其步骤如下：

步骤一、初步确定螺栓倾斜安装拉伸疲劳试验试验件的结构尺寸、试验载荷谱和试验件数量，螺栓2安装在夹持面两侧；

步骤二、根据试验件结构形式建立有限元模型进行应力分析，根据应力结果对试验件进行结构优化，降低应力水平，保证螺栓2是结构薄弱部位，达到考核目的；

步骤三、根据有限元结果及理论计算，对试验件进行应变片的布置，依据应变值变化来进行试验状态监控；

步骤四、进行疲劳试验时，通过两端的夹持面11夹持，可以直接在疲劳试验机进行疲劳试验；

步骤五、根据试验结果，进行数据处理，通过标准应力-疲劳寿命曲线方法计算螺栓倾斜安装受拉伸载荷作用的细节疲劳额定值，提供设计参考依据。

所述的的步骤一中螺栓安装的具体方式为：

螺栓2安装在夹持面两侧，两个孔14的轴线关于加载线对称，装配时两个螺栓2的螺栓头在同一侧，消除孔14倾斜引起的偏心弯矩。