[发明专利]一种工字梁拉伸疲劳试验件及拉伸疲劳试验方法

权利要求书

1.一种工字梁拉伸疲劳试验件，其特征在于，所述工字梁拉伸疲劳试试验件包括：夹持段(1)、缘条斜削段(2)、腹板斜削段(3)和考核段(4)；

其中，所述考核段(4)设置为工字梁结构，包括形成工字形截面梁腹板和梁缘条；

所述夹持段(1)设置为平板结构，所述腹板斜削段(3)和缘条斜削段(2)形成的过渡区用于连接夹持段(1)和考核段(4)，并作为考核段(4)到夹持段(1)的过渡结构。

2.根据权利要求1所述的工字梁拉伸疲劳试验件，其特征在于，所述缘条斜削段(2)作为考核段(4)中梁缘条到夹持段(1)的缘条宽度的过渡；

所述腹板斜削段(3)作为考核段(4)中梁腹板到夹持段(1)的腹板厚度的过渡。

3.根据权利要求1所述的工字梁拉伸疲劳试验件，其特征在于，所述夹持段(1)长度L和高度h为根据试验机夹头的尺寸所确定的，夹持段(1)的厚度t为至少3倍的考核段(4)的厚度t3，即t≥3*t3。

4.根据权利要求2所述的工字梁拉伸疲劳试验件，其特征在于，所述缘条斜削段(2)厚度t1与实际的工字梁缘条一致，其长L1、高h1及夹角θ满足条件：

其中，θ为缘条斜削段(2)与考核段(4)的夹角，t为夹持段(1)的厚度，w为考核段(4)的宽度，L1为缘条斜削段(2)的长度。

5.根据权利要求4所述的工字梁拉伸疲劳试验件，其特征在于，所述腹板斜削段(3)与考核段(4)连接位置的厚度t2为考核段(4)的厚度t3，腹板斜削段(3)与夹持段(1)连接位置的厚度t2为考核段夹持段(1)的厚度t，腹板斜削段(3)的长度L2满足以下条件：

其中，L2为腹板斜削段(3)的长度，t2为腹板斜削段(3)的厚度。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的工字梁拉伸疲劳试验件，其特征在于，所述考核段(4)的剖面尺寸与实际工字梁结构尺寸一致，考核段(4)的长度L3≥80mm。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的工字梁拉伸疲劳试验件，其特征在于，所述疲劳试验件的结构中，各个交界面的倒角大于或等于5mm。

8.一种工字梁拉伸疲劳试验方法，其特征在于，采用两个如权利要求1～7中任一项所述的工字梁拉伸疲劳试验件执行所述拉伸疲劳试验方法；

其中，所述两个疲劳试验件以考核段(4)的端面相对设置，梁缘条和梁腹板相连接；其中，两个疲劳试验件考核段(4)的连接位置采用与实际飞机结构形式相同的连接方式；

所述工字梁拉伸疲劳试验件中，夹持段(1)用于试验机的加载；缘条斜削段(2)、腹板斜削段(3)用于向考核段(4)均匀传递三个平面的载荷，并用于减小应力集中。

9.根据权利要求8所述的工字梁拉伸疲劳试验方法，其特征在于，采用所述试验件测试工字梁对接结构细节疲劳额定值的测试方法，包括：

步骤1，根据工字梁实际结构形式，初步确定工字梁拉伸疲劳试验件的结构形式、试验载荷谱和试验件数量；

步骤2，根据试验件结构形式建立有限元模型进行应力分析，根据分析得到的有限元结果确定用于进行试验的试验件尺寸，保证考核段三个面的应力水平一致，并且保证考核段为结构疲劳薄弱部位，达到考核目的；

步骤3，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4，通过将两个试验件的夹持段(1)直接夹持在疲劳试验机上，进行疲劳试验；

步骤5，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试验件结构细节疲劳额定值。