CN105043901B - 一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法 - Google Patents

一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105043901B
CN105043901B CN201510501684.8A CN201510501684A CN105043901B CN 105043901 B CN105043901 B CN 105043901B CN 201510501684 A CN201510501684 A CN 201510501684A CN 105043901 B CN105043901 B CN 105043901B
Authority
CN
China
Prior art keywords
testpieces
sliding rail
connecting structure
performance test
mechanical connecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510501684.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105043901A (zh
Inventor
李星
季少华
张田
彭俊阳
王专利
孙见卓
刘传军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
Original Assignee
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commercial Aircraft Corp of China Ltd, Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC filed Critical Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority to CN201510501684.8A priority Critical patent/CN105043901B/zh
Publication of CN105043901A publication Critical patent/CN105043901A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105043901B publication Critical patent/CN105043901B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明属于机械连接结构力学性能测试领域，提供了一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法。本发明可解决了两个技术问题：实现对机械连接结构的拉伸(压缩)/剪切复合加载(可调节加载比例)，并保证加载的对称性和稳定性。本发明具体包括2个试验机加载接头(1)、2个长横梁(2)、2个短横梁(4)、2个滑轨(5)、2个试验件连接接头(6)；2个长横梁(2)和2根短横梁(4)以能够转动的方式连接为平行四边形结构，在所述的平行四边形结构的中心对称的两个转动连接点上分别连接所述的加载接头(1)；在所述的2个长横梁(2)上分别固定有滑轨(5)，每个试验件连接接头(6)对应一个滑轨(5)，并与滑轨(5)滑动配合连接。

Description

一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法
技术领域
本发明属于机械连接结构力学性能测试领域，提供了一种机械连接结构剪切性能测试装置。
背景技术
剪切性能是材料力学性能的重要组成部分，因此需要设计试验装置和方法对材料的剪切性能进行测试和表征。以复合材料为例，对于材料的剪切性能测试可采用ASTM标准测试方法，但该方法只适用于小试样的纯剪切性能测试。
在飞机结构设计中，机翼翼梁既要承受剪切载荷，又要承受弯曲载荷。这使得翼梁腹板受到拉伸/剪切或压缩/剪切的复合加载作用。在翼梁分段处通常采用螺栓进行机械连接，这时需要测试机械连接结构的剪切性能及拉伸(压缩)/剪切复合加载下的力学性能。在这种情况下，一方面其不能进行拉伸(压缩)/剪切复合加载，另一方面机械连接结构不可能通过4个边与夹具进行连接。
基于以上考虑，发明了机械连接结构剪切性能测试装置。
现有技术方案中，来自专利“一种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置”，申请号201010553215.8。该方案通过左夹具组件和右夹具组件分别与试件的两端连接，在两个组件上分别施加方向相反的拉伸载荷，左夹具组件和右夹具组件之间通过滑轨连接以保证试验加载的稳定性。该方案只适用于薄板结构，且只能进行纯剪切力学性能测试。
来自专利“Shear and tension or compression biaxial material testingfixture”，申请号WO2012DK50030A。该方案通过两个相互分离的S型组件分别与试验件的两端固定，在两个组件上施加方向相反的拉伸载荷，并通过调节加载点的位置实现拉伸(压缩)/剪切复合加载。该方案只适用于小型试样，且容易造成试验夹具的不对称变形。特别当被连接的两部分结构的厚度或模量不一样时，该方案更加不适用。
现有技术的缺点及本申请提案要解决的技术问题
对于目前现有的技术方案，应用于机械连接结构剪切性能测试有2个明显的缺点：
(1)无法实现拉伸(压缩)/剪切的复合加载(可调节加载比例)；
(2)当被连接的两部分结构厚度或模量不一致时，无法稳定、对称地对试验件进行加载。
发明内容
本发明可解决了两个技术问题：实现对机械连接结构的拉伸(压缩)/剪切复合加载(可调节加载比例)，并保证加载的对称性和稳定性。本发明案的关键点和欲保护点：
(1)发明了一种新型试验装置，不但能对机械连接结构进行纯剪切加载，还能实现可调节加载比例的拉伸(压缩)/剪切复合加载。
(2)试验装置通过4个长横梁和2个端横梁组装成矩形结构，并通过滑轨与试验件连接接头相连，在矩形的对角施加拉伸载荷，保证对称地施加纯剪切载荷。
(3)试验装置通过4个长横梁和2个短横梁组装成平行四边形结构，试验件连接接头与横梁通过螺栓固定，通过调整平行四边形的夹角可实现不同比例拉伸(压缩)/剪切载荷的施加。
技术方案
本发明提供了一种机械连接结构剪切性能测试装置，包括2个试验机加载接头(1)、2个长横梁(2)、2个短横梁(4)、2个滑轨(5)、2个试验件连接接头(6)；2个长横梁(2)和2根短横梁(4)以能够转动的方式连接为平行四边形结构，在所述的平行四边形结构的中心对称的两个转动连接点上分别连接所述的加载接头(1)；在所述的2个长横梁(2)上分别固定有滑轨(5)，每个试验件连接接头(6)对应一个滑轨(5)，并与滑轨(5)滑动配合连接。
有益效果
(1)可实现拉伸(压缩)剪切的复合加载。本申请提案通过4条长横梁和2条短横梁组成特定角度的平行四边形，机械连接试验件的两端分别与长横梁通过螺栓固定，在平行四边形的对角施加拉伸载荷即可实现拉伸(压缩)剪切的复合加载。
(2)可稳定、对称的对试验件进行加载。机械连接结构可能是非对称结构，即被连接两部分结构的厚度或模量不一致。由于本申请提案为封闭的矩形或平行四边形，且夹具的刚度远高于机械连接试验件，无论是纯剪切加载还是拉伸(压缩)/剪切复合加载均可实现稳定、对称的对试验件进行加载
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的连接关系示意图；
图3为本发明的防滑移弹簧与测试装置的连接关系示意图；
图4纯剪切加载试验示意图；
图5压缩/剪切复合加载试验示意图；
其中：1-加载接头、2-加载接头、3-防滑移弹簧、4-短横梁、5-滑轨、6-试验件连接接头、7-机械连接试验件。
具体实施方式
如图1中，具体提供了一种机械连接结构剪切性能测试装置，包括2个试验机加载接头(1)、2个长横梁(2)、2个短横梁(4)、2个滑轨(5)、2个试验件连接接头(6)；2个长横梁(2)和2根短横梁(4)以能够转动的方式连接为平行四边形结构，在所述的平行四边形结构的中心对称的两个转动连接点上分别连接所述的加载接头(1)；在所述的2个长横梁(2)上分别固定有滑轨(5)，每个试验件连接接头(6)对应一个滑轨(5)，并与滑轨(5)滑动配合连接。
特别是，还包括2个防止试验件滑移的限位弹簧(3)，每个试验件连接接头(6)与对应的滑轨之间均能够连接所述的限位弹簧。
具体的是，还包括2个定位销，在每个试验件连接接头(6)以及滑轨上均具有定位孔，所述定位孔与所述的定位销适配。
具体的是，长横梁(2)和短横梁(4)上均开有等间距的圆孔，每个圆孔都能够作为转动连接点。
具体的是，每个长横梁(2)均为双层结构，所述的短横梁(4)夹在双层结构中间进行连接。
更具体的是，所述的滑轨(5)固定在长横梁(2)的中间位置。
更具体的是，所述的长横梁(2)和短横梁(4)为板件，特别是金属板件。
同时提供了一种利用本发明进行剪切性能测试的方法，将所述的2个试验机加载接头(1)分别连接试验机，将每个试验件连接接头(6)与试验件两端进行连接，并将试验件连接接头(6)转配到滑轨上，再将限位弹簧连接在试验件连接接头(6)与对应的滑轨之间，由试验机进行加载。
同时提供了另一种利用本发明进行剪切性能测试的方法，将所述的2个试验机加载接头(1)分别连接试验机，将每个试验件连接接头(6)与试验件两端进行连接，并将试验件连接接头(6)转配到滑轨上，再将定位销安装于试验件连接接头(6)以及滑轨的定位孔中，由试验机进行加载。
在进行纯剪切试验时，为了防止试验件加载不对称，测试装置两侧分别将试验件连接接头(6)与长横梁(2)通过防滑移弹簧(3)进行连接。防滑移弹簧(3)的刚度较低，不影响试验件的受力。
本发明的使用方法
该测试装置可对机械连接结构进行纯剪切加载或拉伸(压缩)/剪切复合加载，以测试机械连接结构的纯剪切性能或拉伸(压缩)/剪切复合加载下的力学性能。
在进行纯剪切加载时，将测试装置组装成矩形，在B、D(或A、C)两点通过加载接头(1)与试验机进行连接，并通过试验机对测试装置施加拉伸载荷。试验件连接接头(6)可在滑轨(5)内自由滑动，同时安装防滑移弹簧(3)以防止试验件的偏移。
在进行压缩/剪切复合加载时，根据需要将测试装置组装成特定夹角的平行四边形，在B、D两点通过加载接头(1)与试验机进行连接，并通过试验机对测试装置施加拉伸载荷。试验件连接接头(6)与滑轨(5)通过螺栓进行连接，两者之间无相对运动，此时不需安装防滑移弹簧(3)。
在进行拉伸/剪切复合加载时，只需将加载点从B、D换为A、C，其余实现方法与拉伸/剪切复合加载相同。

Claims (9)

1.一种机械连接结构剪切性能测试装置，包括2个试验机加载接头(1)、2个长横梁(2)、2个短横梁(4)；2个长横梁(2)和2根短横梁(4)以能够转动的方式连接为平行四边形结构，在所述的平行四边形结构的中心对称的两个转动连接点上分别连接所述的加载接头(1)；其特征在于：还包括2个滑轨(5)和2个试验件连接接头(6)，在所述的2个长横梁(2)上分别固定有滑轨(5)，每个试验件连接接头(6)对应一个滑轨(5)，并与滑轨(5)滑动配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种机械连接结构剪切性能测试装置，其特征在于：还包括2个防止试验件滑移的限位弹簧(3)，每个试验件连接接头(6)与对应的滑轨之间均能够连接所述的限位弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的一种机械连接结构剪切性能测试装置，其特征在于：还包括2个定位销，在每个试验件连接接头(6)以及滑轨上均具有定位孔，所述定位孔与所述的定位销适配。
4.根据权利要求1或2所述的一种机械连接结构剪切性能测试装置，其特征在于：长横梁(2)和短横梁(4)上均开有等间距的圆孔，每个圆孔都能够作为转动连接点。
5.根据权利要求1或2所述的一种机械连接结构剪切性能测试装置，其特征在于：每个长横梁(2)均为双层结构，所述的短横梁(4)夹在双层结构中间进行连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种机械连接结构剪切性能测试装置，其特征在于：所述的滑轨(5)固定在长横梁(2)的中间位置。
7.根据权利要求1或2所述的一种机械连接结构剪切性能测试装置，其特征在于：所述的长横梁(2)和短横梁(4)为板件。
8.一种利用权利要求1-7之一的机械连接结构剪切性能测试装置进行剪切性能测试的方法，其特征在于：
将所述的2个试验机加载接头(1)分别连接试验机，将每个试验件连接接头(6)与试验件两端进行连接，并将试验件连接接头(6)转配到滑轨上，再将限位弹簧连接在试验件连接接头(6)与对应的滑轨之间，由试验机进行加载。
9.一种利用权利要求1-7之一的机械连接结构剪切性能测试装置进行剪切性能测试的方法，
将所述的2个试验机加载接头(1)分别连接试验机，将每个试验件连接接头(6)与试验件两端进行连接，并将试验件连接接头(6)转配到滑轨上，再将定位销安装于试验件连接接头(6)以及滑轨的定位孔中，由试验机进行加载。
CN201510501684.8A 2015-08-14 2015-08-14 一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法 Active CN105043901B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510501684.8A CN105043901B (zh) 2015-08-14 2015-08-14 一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510501684.8A CN105043901B (zh) 2015-08-14 2015-08-14 一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105043901A CN105043901A (zh) 2015-11-11
CN105043901B true CN105043901B (zh) 2018-08-28

Family

ID=54450619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510501684.8A Active CN105043901B (zh) 2015-08-14 2015-08-14 一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105043901B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105842084A (zh) * 2016-03-25 2016-08-10 北京交通大学 木材顺纹方向纯剪强度的测量装置
CN106442167B (zh) * 2016-09-21 2018-07-06 中国商用飞机有限责任公司 金属腹板纯剪切疲劳试验装置
CN106769543B (zh) * 2017-04-06 2019-08-09 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种复合材料翼梁对接结构剪切性能测试装置及其方法
CN110220804B (zh) * 2019-06-17 2024-05-03 河南交通职业技术学院 一种压剪试验机
CN111999172B (zh) * 2020-08-31 2021-10-26 中国商用飞机有限责任公司 用于铆钉复合加载试验的试验夹具、装置及方法
CN114544390B (zh) * 2022-01-20 2023-08-29 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种测试板材剪切起皱性能的偏置加载试样与方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2779380Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-10 南京航空航天大学 拉剪压剪复合加载试验装置
CN201628664U (zh) * 2009-12-23 2010-11-10 浙江吉利汽车研究院有限公司 气囊织带刚度检测装置
CN101672744B (zh) * 2009-10-23 2011-03-16 北京工业大学 一种复合受力下反复荷载试验装置
WO2012100780A1 (en) * 2011-01-25 2012-08-02 Aalborg Universitet Shear and tension or compression biaxial material testing fixture
CN102735545A (zh) * 2012-07-04 2012-10-17 哈尔滨工业大学 双向压缩剪切复合加载试验装置
CN103454151A (zh) * 2013-08-20 2013-12-18 中国商用飞机有限责任公司 压剪复合加载试验装置
FR3011930A1 (fr) * 2013-10-16 2015-04-17 Axens Methode et appareil de caracterisation mecanique en cisaillement d'une grille

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2779380Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-10 南京航空航天大学 拉剪压剪复合加载试验装置
CN101672744B (zh) * 2009-10-23 2011-03-16 北京工业大学 一种复合受力下反复荷载试验装置
CN201628664U (zh) * 2009-12-23 2010-11-10 浙江吉利汽车研究院有限公司 气囊织带刚度检测装置
WO2012100780A1 (en) * 2011-01-25 2012-08-02 Aalborg Universitet Shear and tension or compression biaxial material testing fixture
CN102735545A (zh) * 2012-07-04 2012-10-17 哈尔滨工业大学 双向压缩剪切复合加载试验装置
CN103454151A (zh) * 2013-08-20 2013-12-18 中国商用飞机有限责任公司 压剪复合加载试验装置
FR3011930A1 (fr) * 2013-10-16 2015-04-17 Axens Methode et appareil de caracterisation mecanique en cisaillement d'une grille

Also Published As

Publication number Publication date
CN105043901A (zh) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105043901B (zh) 一种机械连接结构剪切性能测试装置及其测试方法
CN105842055B (zh) 一种利用单轴试验机进行变比例双轴加载的强度试验卡具
DE102010006406B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Fügequalität einer Fügeverbindung
CN106290007B (zh) 一种岩石拉伸及压缩双面剪切试验装置及方法
CN103487315A (zh) 一种材料力学性能测试装置
CN111721625B (zh) 一种高速拉伸试样对中装置和方法
CN106644720A (zh) 基于单向试验机实现应力与应变比可调的双向拉伸装置
CN105043899B (zh) 一种飞机大型壁板剪切加载装置
DE102015003689A1 (de) Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Scherfestigkeit und des Schermoduls von Verbundwerkstoffen
CN111044358A (zh) 侧边自由的长桁截止端试验测试装置及测试方法
CN106092769B (zh) 一种弯剪受力状态下混凝土疲劳试验***
CN110346223B (zh) 一种弯剪耦合试验装置
CN105021414B (zh) 活动翼面随动加载装置
CN2779380Y (zh) 拉剪压剪复合加载试验装置
Parhi et al. Finite element dynamic analysis of laminated composite plates with multiple delaminations
CN113252439A (zh) 一种复合材料层合板疲劳试验夹持装置
CN111337340B (zh) 一种侧边简支的长桁截止端试验件构型的测试装置
CN103884588B (zh) 一种曲面试样拉伸性能试验夹具
CN204944954U (zh) 一种机械连接结构剪切性能测试装置
CN106525569B (zh) 一种高强度金属材料的剪切试件
CN212159374U (zh) Ct试验组件
CN111999172B (zh) 用于铆钉复合加载试验的试验夹具、装置及方法
CN204142576U (zh) 用于材料双轴拉伸试验的加载装置
CN204165831U (zh) 一种用于测试v型开口梁试样剪切性能试验夹具
CN111678777A (zh) 一种可开展包括压剪等多种复合模式断裂的试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant