[发明专利]一种弹性结构内腔刚度测量装置及其方法

说明书

本发明涉及测量技术领域内的一种弹性结构内腔刚度测量装置及其方法，包括动力机构与加载组件；所述加载组件包括第一加载杆和第二加载杆，所述第一加载杆与所述第二加载杆穿过弹性结构内腔后分别位于弹性结构内腔相对的两端，所述动力机构与所述第一加载杆传动连接；固定所述第二加载杆后，所述动力机构带动所述第一加载杆相对所述第二加载杆水平移动。本发明可获得弹性结构内腔双向受力下的载荷变形量数据，相对于现有技术中通过工装夹具加载获得内腔单面受力下的载荷变形量数据，能够直接反应弹性结构内腔约束受力下的变形规律，大幅提供了弹性结构内腔刚度值的准确度。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及一种弹性结构内腔刚度测量装置及其方法。

背景技术

工业应用中，有很多柔性夹持固定的案例，如航天插头安装、核反应堆燃料棒在组件中的约束。这种固定模式既要保证足够的约束力，防止元件松动，又不能因为过大的载荷损坏元件表面，所以需要测试获得复杂弹性结构内腔的刚度特性。常规测量刚度的方法是使用万能试验机，通过工装夹具加载获得内腔单面的刚度值。这种方法不能直接反映复杂弹性结构内腔约束受力下的变形规律，而且内腔结构复杂，尺寸限制，以及变形量比较微小等特点，需要专用匹配的高精度刚度测量装置，不仅提高了测量装置的成本，而且测量精度难以达到预设的效果。

经现有技术检索发现，中国发明专利公开号为CN108519201A，公开了一种端面密封静环组件轴向刚度自动检测装置的结构，包括伺服电机、滚珠丝杠机构、执行机构、力传感器、光学测距传感器、定位装夹机构和系统支撑机构，滚珠丝杠机构的丝杠上端与伺服电机的输出轴相连接，执行机构的上端固定在滚珠丝杠机构的滑台侧面上，执行机构的杆状体中部设置为力传感器，执行机构的下端下方为定位装夹机构，光学测距传感器设置在定位装夹机构腔体内的底部且朝向上方以检测执行机构下端面的位移。该专利仍然存在上述相关问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种弹性结构内腔刚度测量装置及其方法。

根据本发明提供的一种弹性结构内腔刚度测量装置，包括动力机构与加载组件；

所述加载组件包括第一加载杆和第二加载杆，所述第一加载杆与所述第二加载杆穿过弹性结构内腔后分别位于弹性结构内腔相对的两端，所述动力机构与所述第一加载杆传动连接；

固定所述第二加载杆后，所述动力机构带动所述第一加载杆相对所述第二加载杆水平移动。

一些实施方式中，所述加载组件还包括连接杆，所述第一加载杆和多根所述连接杆与所述第二加载杆和多根所述连接杆形成两组结构相同的矩形加载框。

一些实施方式中，所述动力机构包括电机、丝杠以及传动连接旋块组件，所述丝杠的一端与所述电机转动连接，其另一端与所述传动连接旋块组件螺接，所述传动连接旋块组件将所述丝杠的径向旋转变为水平位移，所述传动连接旋块组件带动所述第一加载杆相对所述第二加载杆水平移动。

一些实施方式中，所述传动连接旋块组件包括筒体、限位框、旋块以及导杆，所述旋转置于所述限位框内，所述导杆连接于所述限位框端面，所述限位框置于所述筒体内并沿所述筒体的轴向移动，所述筒体限制所述限位框的径向旋转。

一些实施方式中，还包括传感器，所述传感器包括载荷传感器和位移传感器，所述载荷传感器用于检测所述动力机构加载于所述加载组件的载荷值，所述位移传感器用于检测所述第一加载杆相对所述第二加载杆的位移。

一些实施方式中，还包括支撑平台，所述支撑平台包括固定架和试样基座，所述固定架为矩形框架结构，所述试样基座位于所述固定架的框架内，所述第一加载杆通过所述动力机构与所述固定架的一侧边框传动连接，与所述第一加载杆相对的所述固定架的另一侧边框用于固定所述第二加载杆。

一些实施方式中，还包括高度调节机构，所述高度调节机构安装于所述试样基座下方，所述高度调节机构用于调节所述试样基座的垂直高度。