[发明专利]一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置及实验方法

说明书

本发明提供了一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置及实验方法，属于短期松弛测试技术领域。该实验装置包括用于加载力的拉伸机及内部放置千分表、千分表卡具、管路连接球头试件、拉力工装的试件夹具，拉伸机配合两个千分表精确测量实验过程中位移和力的变化。本发明所述实验方法的加载方式为连续加载，对拉力工装进行加载的过程中，通过上千分表测出拉力工装与管路连接球头试件的总位移，通过下千分表测出管路连接球头试件的分位移，再通过计算得出管路连接件的应力—应变曲线，从曲线分析得出材料的极限接触应力。本发明结构简单、使用方便，实验数据处理方便、测量精度高，应用范围广。

技术领域

本发明属于短期松弛测试技术领域，涉及一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置及实验方法，用于测量管路在连接情况下管接头的极限接触应力。

背景技术

飞机液压管路系统是飞机液压系统的重要组成部分，与高压力柱塞泵、阀或活门、作动器等联接，以实现飞机的起落架、襟翼和减速板的收放，副翼、升降舵和方向舵的助力操纵等不同操控任务。由于长距离管路铺设，以至于每条液压流体通路上都需要大量的管接头实现管路之间的连接，以致液压系统中管接头数量多、分布广。管接头作为管路连接的重要构件，对于任意一处管接头失效都会造成飞机液压系统重大事故，所以管接头连接精度和可靠性研究对于飞机液压系统至关重要。

本发明主要研究管接头的短期松弛效应。短期应力松弛是指受力体总变形(弹性变形和塑性变形总和)保持不变，而应力随时间缓慢降低的现象，在此过程中弹性变形不断向塑性变形转化。但是，短期松弛现象的产生，不应因其预紧力超过材料极限接触强度而发生明短期显松弛现象。由于管路连接件的内部接触面比较多，目前测量管路连接件中极限接触应力的实验方法还没有明确规定，也没有明确的测量手段及判定方式。对此，设计一种管路连接件的极限接触应力的实验装置和实验方法具有重要意义，也给提高管路连接件精度技术提供指导。

发明内容

本发明所针对的问题是管路连接件试件中材料的极限接触应力：在管接头各个接触面中，由于外界因素的变化或者初始加载造成预紧力超过材料屈服极限，材料发生塑性变形，在接触表面发生凹陷。如果力超过材料的极限接触强度，会发生明显的应力松弛现象，造成连接预紧力大幅度下降，连接强度不能满足既定要求，且管路连接件内部接触面较多，无法直接进行测试。针对上述问题，本发明提供一种测量管接头试件中被连接件极限接触应力的实验装置及实验方法。

本发明采用的技术方案为：

一种测量管路连接件极限接触应力的实验装置，包括试件夹具2、拉力工装3、千分表、千分表卡具和管路连接球头试件4。通过拉伸机对实验装置进行力的加载，配合利用两个千分表精确测量实验过程中位移的变化。

所述的试件夹具2为一个由上下表面和夹具侧壁10组成的中空圆柱形结构；其中，上表面顶部中心处设有夹具上夹头8，夹具上夹头8夹持在拉伸机上夹头上；下表面中心处开有夹具底孔11，夹具底孔11处设有一个高出下表面3mm的环形工装9；夹具侧壁10上设有前后贯通的两个开口。

所述的管路连接球头试件4放置在试件夹具2的环形工装9内，其导管部分从试件夹具2的夹具底孔11中穿过。

所述的拉力工装3包括焊接接管嘴工装12和拉力轴工装13；其中，焊接接管嘴工装12为模拟真实接管嘴，其下部是倒圆锥型口，内部为一个通孔；拉力轴工装13为一个法兰式光杆轴，光杆轴直径略小于焊接接管嘴工装通孔，拉力轴工装13的法兰面盖位于焊接接管嘴工装12上表面，其光杆轴依次穿过焊接接管嘴工装12的通孔及管路连接球头试件4的通孔后伸出夹具底孔11外100～200mm，并保持轴线重合；加载时，将拉伸机下夹头夹持拉力轴工装13的光杆轴。