[发明专利]一种侧边简支的长桁截止端试验件构型的测试装置

说明书

本发明属于复合材料力学性能测试领域，涉及一种侧边简支的长桁截止端试验件构型的测试装置，测试装置包括：试验件、支持立柱，蒙皮侧边支持夹具，端部支持夹具和肋假件支持夹具；试验件采用单长桁构型，沿肋站位面对称，肋站位面处设置假肋，在假肋处截止形成长桁截止端作为试验考核区，端部通过端部夹具夹持，假肋采用夹块进行夹持，采用套筒滑轨假肋在加载过程中沿长桁轴向进行移动；蒙皮侧边采用含滚轮的夹持夹具夹持，防止蒙皮侧边发生垂直蒙皮方向的失稳。测试装置具有结构简单，使用方便，针对帽型长桁结构可同时实现拉伸和压缩试验，蒙皮侧边采用含滚轮的夹持夹具，在蒙皮平面内的两个方向摩擦力较小，能够很好地模拟蒙皮侧边的边界条件。

技术领域

本发明属于复合材料力学性能测试领域，尤其涉及一种用于长桁截止端力学性能测试的侧边简支的长桁截止端试验件构型的测试装置。

背景技术

目前复合材料加筋壁板结构在飞机结构中得到了广泛的应用。对于机身、机翼或尾翼等结构，通常采用T型、工型、帽型长桁加筋壁板结构，如图1所示。长桁和蒙皮之间通常采用共固化、共胶接、二次胶接等成型方式。根据实际结构的功能、连接等方面的要求，长桁不可避免的需要在蒙皮一定位置截止，因此在加筋壁板结构中会出现长桁截止端，如图2所示。长桁截止端处由于结构构型和刚度的改变会导致该部分出现应力集中，导致长桁截止端出现脱粘或者分层等破坏。

《金属机翼长桁梢部拉伸试验研究》(来自《民用飞机设计与研究》2015年03期，作者柯志强)中提到了一种针对金属长桁端头的试验方案。该试验方案选取单个长桁典型端头结构设计试验件，试验件由长桁和蒙皮组成。试验件分为三组,试验件A-1、试验件A-2和试验件A-3，对应斜削角度分别为15°、30°和45°，试验件示意图如3所示。

因此在结构设计中需要对长桁截止端处进行重点关注，而现有技术存在以下不足之处，即蒙皮侧边支撑夹具没有和外部结构相连接，对蒙皮侧边支撑结构不足或多长桁试验件尺寸较大，对加载设备要求较高，疲劳加载效率较低、难度较大，以及针对帽型长桁结构并且对于拉伸和压缩试验分别设置不同的夹具，制造成本较高。

发明内容

本发明提供一种侧边简支的长桁截止端试验件构型的测试装置，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种侧边简支的长桁截止端试验件构型的测试装置：该测试装置采用单长桁构型的试验件，沿肋站位面对称，肋站位面处设置假肋，长桁在假肋处截止形成长桁截止端作为试验考核区，端部通过端部夹具夹持，假肋采用夹块进行夹持，假肋夹持夹具基座可沿套筒滑轨在长桁方向进行移动；蒙皮侧边采用含滚轮的夹持夹具夹持，防止蒙皮侧边发生垂直蒙皮方向的失稳。

进一步，所述测试装置：试验件、支持立柱，蒙皮侧边支持夹具，端部支持夹具和肋假件支持夹具；

其中，所述试验件，用于模拟长桁，实现长桁端头区域的性能考核；

所述蒙皮侧边支持夹具，用于防止蒙皮发生面外失稳；

所述端部支持夹具，用于对长桁端头区域进行加载；

所述肋假件支持夹具，用于支撑试验件的假肋，模拟真实结构肋的面外支持；

所述支持立柱，用于安装固定所述蒙皮侧边支持夹具、肋假件支持夹具和试验件；

2个第一所述支持立柱对称设置，4个所述蒙皮侧边支持夹具通过连接杆分别安装在2个所述第一支持立柱上，其中2个所述蒙皮侧边支持夹具对称设置在2个所述第一支持立柱的上端，另外2个所述蒙皮侧边支持夹具对称设置在2个所述第一支持立柱的下端；所述肋假件支持夹具通过所述第二支持立柱设置在4个所述蒙皮侧边支持夹具之间的中心位置，所述试验件通过4个所述蒙皮侧边支持夹具和所述肋假件支持夹具固定，且所述试验件上端和下端分别设置所述端部支持夹具。

进一步，所述试验件包括蒙皮、长桁腹板、假肋和加强垫片；