一種加筋壁板剪切試驗(yàn)件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗(yàn)件，屬于航空加筋壁板試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。包括考核區(qū)、連接區(qū)、直角區(qū)以及圓角區(qū)，四個(gè)連接區(qū)分別設(shè)置在考核區(qū)的四周，用于連接夾持件，所述任一連接區(qū)均為直角梯形結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)離考核區(qū)的端面為直角梯形的斜面，連接區(qū)距考核區(qū)的最遠(yuǎn)端設(shè)置在直角梯形的下底面上，連接區(qū)距考核區(qū)的最近端設(shè)置在直角梯形的上底面上，相鄰連接區(qū)的上底面交匯處設(shè)置成弧形過渡，形成所述圓角區(qū)，相鄰連接區(qū)的下底面交匯處設(shè)置成斜面過渡，形成所述直角區(qū)。本實(shí)用新型采用變寬度的加筋板剪切試驗(yàn)件可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問題，結(jié)構(gòu)剪切應(yīng)力通過變寬度區(qū)域的擴(kuò)散后趨于均勻，具有很好的試驗(yàn)效果。
【專利說明】
一種加筋壁板剪切試驗(yàn)件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于航空加筋壁板試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加筋壁板剪切試驗(yàn)件。
【背景技術(shù)】
[0002]加筋壁板已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于機(jī)身、機(jī)翼盒段和尾翼等薄壁結(jié)構(gòu)中，其在使用前，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的加筋壁板試驗(yàn)件進(jìn)行性能試驗(yàn)，剪切試驗(yàn)是其中一項(xiàng)重要的試驗(yàn)內(nèi)容。
[0003]加筋壁板的剪切試驗(yàn)一般通過四邊夾持、對(duì)角拉伸來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)件，保證試驗(yàn)載荷均勻地傳遞到考核區(qū)以及避免試驗(yàn)件提前失效，以獲得有效的試驗(yàn)結(jié)果。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，加筋板剪切試驗(yàn)件通常設(shè)計(jì)為等寬度等厚度的連接區(qū)，角區(qū)設(shè)計(jì)形式較多，通常為圓角，這種試驗(yàn)件易于設(shè)計(jì)及生產(chǎn)，但其帶來以下問題:剪切載荷不能均勻的傳遞到試驗(yàn)件;從而導(dǎo)致試驗(yàn)件與夾具連接區(qū)域應(yīng)力梯度較大，進(jìn)而影響試驗(yàn)件考核區(qū)剪切應(yīng)力分布。此外，角區(qū)設(shè)計(jì)的不合理不僅影響試驗(yàn)破壞載荷，甚至有可能提前失效。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問題，需要提供一種新的試驗(yàn)件，其加載和約束要求試驗(yàn)件考核區(qū)剪切載荷均勻、防止結(jié)構(gòu)偏心引起附加彎曲、避免試驗(yàn)件角區(qū)設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生嚴(yán)重應(yīng)力集中。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗(yàn)件，以達(dá)到既能保證考核區(qū)剪切應(yīng)力分布均勻，避免角區(qū)應(yīng)力集中，提高試驗(yàn)件的承載能力的試驗(yàn)要求，又能完成使試驗(yàn)件考核區(qū)發(fā)生剪切失穩(wěn)，后屈曲直至破壞的試驗(yàn)?zāi)康模黾咏畋诎寮羟性囼?yàn)件，主要包括考核區(qū)、連接區(qū)、直角區(qū)以及圓角區(qū)，所述考核區(qū)為方形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置有若干條長(zhǎng)桁，四個(gè)連接區(qū)分別設(shè)置在考核區(qū)的四周，用于連接夾持件，所述夾持件能夠夾持所述加筋壁板剪切試驗(yàn)件，所述任一連接區(qū)均為直角梯形結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)離考核區(qū)的端面為直角梯形的斜面，連接區(qū)距考核區(qū)的最遠(yuǎn)端設(shè)置在直角梯形的下底面上，連接區(qū)距考核區(qū)的最近端設(shè)置在直角梯形的上底面上，其距離為所述最遠(yuǎn)端距考核區(qū)距離的一半，相鄰連接區(qū)的上底面交匯處設(shè)置成弧形過渡，形成所述圓角區(qū)，相鄰連接區(qū)的下底面交匯處設(shè)置成斜面過渡，形成所述直角區(qū)。
[0007]優(yōu)選的是，連接區(qū)距考核區(qū)的最遠(yuǎn)端距考核區(qū)的距離為所述考核區(qū)內(nèi)相鄰長(zhǎng)桁的間距。
[0008]優(yōu)選的是，所述連接區(qū)內(nèi)設(shè)置有若干螺孔，與所述夾持件螺栓連接。
[0009]優(yōu)選的是，所述直角區(qū)的直角面分別為所述兩個(gè)相鄰連接區(qū)的下底面的一部分。
[0010]優(yōu)選的是，所述直角區(qū)的截面為等腰直角三角形。
[0011]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述連接區(qū)與考核區(qū)一體成型。
[0012]本實(shí)用新型采用變寬度的加筋板剪切試驗(yàn)件可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問題，結(jié)構(gòu)剪切應(yīng)力通過變寬度區(qū)域的擴(kuò)散后趨于均勻，具有很好的試驗(yàn)效果。且試驗(yàn)件角區(qū)設(shè)計(jì)合理，不僅便于試驗(yàn)安裝實(shí)施，而且提高試驗(yàn)安全性和可靠性。此外該試驗(yàn)件的設(shè)計(jì)，消除了壁板剪切試驗(yàn)件的偏心，試驗(yàn)件不會(huì)產(chǎn)生附加彎矩。不需要針對(duì)性地設(shè)計(jì)專門的防彎曲夾具。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型加筋壁板剪切試驗(yàn)件的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1所示實(shí)施例的圓角區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為圖1所示實(shí)施例的直角區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中，I為考核區(qū)，2為連接區(qū)，3為直角區(qū)，4為圓角區(qū)，5為長(zhǎng)桁。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0019]下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]本實(shí)用新型提供了一種加筋壁板剪切試驗(yàn)件，該剪切試驗(yàn)件包括考核區(qū)1、連接區(qū)
2、直角區(qū)3以及圓角區(qū)4，所述考核區(qū)I為方形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置有若干條長(zhǎng)桁5，四個(gè)連接區(qū)2分別設(shè)置在考核區(qū)I的四周，用于連接夾持件，所述夾持件能夠夾持所述加筋壁板剪切試驗(yàn)件，所述任一連接區(qū)2均為直角梯形結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)離考核區(qū)I的端面為直角梯形的斜面，連接區(qū)2距考核區(qū)I的最遠(yuǎn)端設(shè)置在直角梯形的下底面上，連接區(qū)2距考核區(qū)I的最近端設(shè)置在直角梯形的上底面上，其距離為所述最遠(yuǎn)端距考核區(qū)I距離的一半，相鄰連接區(qū)的上底面交匯處設(shè)置成弧形過渡，形成所述圓角區(qū)4，相鄰連接區(qū)的下底面交匯處設(shè)置成斜面過渡，形成所述直角區(qū)3。
[0021]圖1給出了加筋壁板剪切試驗(yàn)件的橫截面示意圖，即俯視圖，可以理解的是，一般的加筋壁板剪切試驗(yàn)件為(長(zhǎng))方形結(jié)構(gòu)，其仰視圖與俯視圖等同，在該俯視圖中，位于中間的結(jié)構(gòu)即為考核區(qū)，也是該試驗(yàn)中主要考核的加筋壁板試驗(yàn)件區(qū)域，其內(nèi)布置有若干條沿軸線方向相互平行的長(zhǎng)桁5，設(shè)相鄰長(zhǎng)桁5的其間距為L(zhǎng)，考核區(qū)四周為連接區(qū)，為了清楚的進(jìn)行說明，人為的將所述連接區(qū)劃分為四段，任一段連接區(qū)均為直角梯形，如圖1-圖3所示，四個(gè)直角梯形的直角邊分別連接在考核區(qū)的四邊上，四個(gè)直角梯形的斜邊遠(yuǎn)離考核區(qū)，從而形成如圖1所示的結(jié)構(gòu)，可以理解，直角梯形的下底邊最長(zhǎng)，上底邊最短，本實(shí)施例中，上底邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，下底邊長(zhǎng)度為0.5L，在一個(gè)備選實(shí)施方式中，上底邊長(zhǎng)度為nL，下底邊長(zhǎng)度為
0.5nL，其中η為任意數(shù)，及保證所述下底邊長(zhǎng)度為上底邊長(zhǎng)度的一半即可保證結(jié)構(gòu)剪切應(yīng)力通過變寬度區(qū)域的擴(kuò)散后趨于均勻這一效果最佳。
[0022]本實(shí)施例中，參考圖1，所述連接區(qū)內(nèi)設(shè)置有若干螺孔，與所述夾持件螺栓連接。
[0023]參考圖3，所述直角區(qū)3的直角面分別為所述兩個(gè)相鄰連接區(qū)2的下底面的一部分，所述直角區(qū)的截面為等腰直角三角形，圖3中陰影部分為直角區(qū)3，在該截面圖示中，直角區(qū)3的兩個(gè)直角面邊的長(zhǎng)度一般低于連接區(qū)2的下底邊長(zhǎng)度，自連接區(qū)2的下底邊的最外端(遠(yuǎn)離考核區(qū)的一端)向內(nèi)延伸一段距離后，呈45度向另一個(gè)連接區(qū)的下底邊延伸，從而形成直角區(qū)3的斜邊。這樣，其既能保證兩個(gè)相鄰連接區(qū)的連接強(qiáng)度，又預(yù)留了足夠的空間使設(shè)置在這兩個(gè)連接區(qū)上的夾持件的相互鉸接安裝，在其他備選實(shí)施方式中，直角區(qū)3的直角邊的長(zhǎng)度也可以等于所述連接區(qū)2的下底邊長(zhǎng)度。
[0024]圖2給出了圓角區(qū)4的結(jié)構(gòu)說明，兩個(gè)相鄰連接區(qū)2的上底邊交匯時(shí)，該上底邊的靠近考核區(qū)I的端點(diǎn)相互接觸，形成接觸點(diǎn)，該上底邊的遠(yuǎn)離考核區(qū)I的端點(diǎn)通過圓弧進(jìn)行過度連接，按照?qǐng)A心的不同，圓弧過渡方式為向考核區(qū)方向凹陷和向遠(yuǎn)離考核區(qū)方向凸出兩種，優(yōu)選向考核區(qū)方向凹陷的圓弧過渡方式，即圓心為非上述的接觸點(diǎn)。
[0025]可以理解的是，圓角區(qū)4為圖2所示的陰影部分，其分布在圖1所示的剪切試驗(yàn)件的左上角及右下角，對(duì)應(yīng)形成的兩個(gè)半圓形的空白區(qū)域用于安裝拉載設(shè)備，比如作動(dòng)筒，當(dāng)兩個(gè)夾持件的端部在所示空白區(qū)域內(nèi)形成拉載端時(shí)，所述作動(dòng)筒安裝在該拉載端，分別沿對(duì)角線形成向外施加拉力P，從而形成對(duì)試驗(yàn)件的剪切力。
[0026]可以理解的是，盡管上述所述的考核區(qū)I及連接區(qū)2分開進(jìn)行說明，實(shí)際上，本實(shí)施例的加筋壁板剪切試驗(yàn)件為整體成型。
[0027]本實(shí)用新型采用變寬度的加筋板剪切試驗(yàn)件可以有效的解決載荷傳遞不均勻的問題，結(jié)構(gòu)剪切應(yīng)力通過變寬度區(qū)域的擴(kuò)散后趨于均勻，具有很好的試驗(yàn)效果。且試驗(yàn)件角區(qū)設(shè)計(jì)合理，不僅便于試驗(yàn)安裝實(shí)施，而且提高試驗(yàn)安全性和可靠性。此外該試驗(yàn)件的設(shè)計(jì)，消除了壁板剪切試驗(yàn)件的偏心，試驗(yàn)件不會(huì)產(chǎn)生附加彎矩。不需要針對(duì)性地設(shè)計(jì)專門的防彎曲夾具。
[0028]最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加筋壁板剪切試驗(yàn)件，其特征在于:包括考核區(qū)(I)、連接區(qū)(2)、直角區(qū)(3)以及圓角區(qū)(4)，所述考核區(qū)(I)為方形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置有若干條長(zhǎng)桁(5)，四個(gè)連接區(qū)(2)分別設(shè)置在考核區(qū)(I)的四周，用于連接夾持件，所述夾持件能夠夾持所述加筋壁板剪切試驗(yàn)件，所述任一連接區(qū)(2)均為直角梯形結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)離考核區(qū)(I)的端面為直角梯形的斜面，連接區(qū)(2)距考核區(qū)(I)的最遠(yuǎn)端設(shè)置在直角梯形的下底面上，連接區(qū)(2)距考核區(qū)(I)的最近端設(shè)置在直角梯形的上底面上，最近段距考核區(qū)的距離是最遠(yuǎn)端距考核區(qū)距離的一半，相鄰連接區(qū)的上底面交匯處設(shè)置成弧形過渡，形成所述圓角區(qū)(4)，相鄰連接區(qū)的下底面交匯處設(shè)置成斜面過渡，形成所述直角區(qū)(3)。2.如權(quán)利要求1所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)件，其特征在于:連接區(qū)(2)距考核區(qū)(I)的最遠(yuǎn)端距考核區(qū)(I)的距離為所述考核區(qū)(I)內(nèi)相鄰長(zhǎng)桁(5)的間距。3.如權(quán)利要求1所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)件，其特征在于:所述連接區(qū)內(nèi)設(shè)置有若干螺孔，與所述夾持件螺栓連接。4.如權(quán)利要求1所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)件，其特征在于:所述直角區(qū)(3)的直角面分別為所述兩個(gè)相鄰連接區(qū)(2)的下底面的一部分。5.如權(quán)利要求4所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)件，其特征在于:所述直角區(qū)的截面為等腰直角三角形。6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的加筋壁板剪切試驗(yàn)件，其特征在于:所述連接區(qū)(2)與考核區(qū)(I)一體成型。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK205642992SQ201620441603
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】劉存, 萬亞鋒
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所