CN115931591A - 混杂连接结构的热力试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种混杂连接结构的热力试验装置及试验方法。本申请提供的混杂连接结构的热力试验装置，包括第一连接件、第二连接件以及调温箱。可通过第一连接件和第二连接件向混杂连接结构施加载荷，对混杂连接结构进行力学试验。调温箱向混杂连接结构提供的温度环境，用于记录预设温度下的混杂连接结构的应变。通过调温箱给混杂连接结构提供预设的温度，对混杂连接结构施加载荷，实现混杂连接结构在预设温度下的静力试验，综合温度和载荷对混杂连接结构进行热力试验，使得试验环境更加接近真实工况。本申请提供的试验方法，由于基于上述的混杂连接结构的热力试验装置，因此也具有上述的技术效果。

Description

混杂连接结构的热力试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种混杂连接结构的热力试验装置及试验方法。

背景技术

飞行器的结构设计中在翼肋和壁板连接区以及翼肋与翼梁连接区采用了复合材料和金属机械连接结构。复合材料的结构和金属结构具有不同的热膨胀系数，当温度变化时，复合材料和金属机械连接结构中不同属性的材料会产生不同的热变形，在整体变形协调约束下，复合材料和金属机械连接结构中产生内部热应力。由温度变化引起的热应力将对复合材料和金属机械连接结构的失效产生重要影响。

相关技术中，通过试验分析热环境下复合材料和金属机械连接结构力学行为和失效形式，通过对复合材料连接板进行力学分析，可有效地避免由于设计裕度过大造成的复合材料连接板过厚的问题；同时还可以进一步降低飞行器的结构重量、更加充分发挥复合材料潜在的承载能力。

但是，上述的热力学试验装置由于承载有限无法对大型的混杂连接结构的热力试验装置，连接结构进行力学试验；同时，还存在对于热力学试验条件单一，导致试验结果不准确。

发明内容

本发明提供一种混杂连接结构的热力试验装置及试验方法，可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。

本发明的第一个方面提供一种混杂连接结构的热力试验装置，用于混杂连接结构的热力试验，混杂连接结构的热力试验装置包括第一连接件、第二连接件以及调温箱；第一连接件和第二连接件相对设置，用于连接混杂连接结构的两端，通过第一连接件和第二连接件向混杂连接结构施加载荷；调温箱设置于第一连接件和第二连接件之间，用于向混杂连接结构提供预设的温度。

本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置，用于混杂连接结构的热力试验，包括第一连接件、第二连接件以及调温箱。在进行热力试验时，可通过第一连接件和第二连接件向混杂连接结构施加载荷，进而对混杂连接结构进行力学试验。通过调温箱对置于调温箱内的混杂连接结构提供预设的温度环境，产生混杂连接结构的协调变形。在混杂连接结构的表面预设位置布置应变片，用于记录预设温度下的混杂连接结构的应变。同时，还可以通过调温箱给混杂连接结构提供预设的温度，然后再对混杂连接结构施加载荷，进而实现混杂连接结构在预设温度下的静力试验，综合了温度和载荷两个因素对混杂连接结构进行热力试验，使得试验的环境更加复杂、更接近真实工况。

在根据第一方面的可选的实施例中，第一连接件和第二连接件的结构相同，均包括第一连接机构和第二连接机构，第一连接机构和第二连接机构通过轴销铰接；第一连接机构远离第二连接机构的一端用于与混杂连接结构连接。

如此设置，有效地减少在加载载荷时造成混杂连接结构受力不均的问题。

在根据第一方面的可选的实施例中，第一连接机构通过夹持机构与混杂连接结构连接，夹持机构具有用于夹持混杂连接结构的夹持空间；第一连接机构设置有用于容纳夹持机构的容纳空间，第一连接机构和夹持机构通过紧固件紧固连接；紧固件的个数为至少两个，至少两个紧固件等间距排列设置于第一连接机构和夹持机构的连接处。

如此设置，可有效地保证混杂连接结构连接的稳定性，保证第一连接机构与夹持机构连接的稳定性，保证载荷的对中性，有效地保证施加在混杂连接结构上的载荷更加均匀。

示例性地，紧固件为连接销。

在根据第一方面的可选的实施例中，混杂连接结构的热力试验装置还包括高度补偿件(图中未示出)，高度补偿件包括固定机构和伸缩支撑机构，伸缩支撑机构一端连接于固定机构，另一端用于支撑混杂连接结构，伸缩支撑机构可相对固定机构升降。

如此设置，可有效地解决了由公差、间隙等带来的较大的混杂连接结构的不对中问题，进一步保证试验结构的准确性。同时，使得本申请实施例提供的热力试验装置可适用于大型的试验件。

在根据第一方面的可选的实施例中，调温箱包括可拆卸地连接的第一箱体和第二箱体，第一箱体和第二箱体共同构成用于容纳混杂连接结构的调温空间；第一箱体具有两个与调温空间连通的开口，两个开口分别朝向第一连接件和第二连接件；第二箱体具有容纳腔，容纳腔与调温空间之间设置有间隔板，容纳腔内设置有制冷件和加热件，间隔板上设置有制冷介质入口，制冷件通过制冷介质入口向调温空间输送制冷介质。

如此设置，便于将混杂连接结构置于调温空间内，且可实现对调温空间内的温度的调节。

在根据第一方面的可选的实施例中，容纳腔内还设置有离心风机，间隔板上设置有与进风口和出风口；和/或，

第二箱体远离第一箱体的一侧设置有升降腿，以使第二箱体远离或靠近混杂连接结构；和/或，

第一箱体上具有观察窗，用于观察置于调温空间内的混杂连接结构；和/或，

调温空间内设置有温度传感器。

需要说明的是，离心风机更有利调温空间内的温度的冷循环或热循环，使调温空间的温度更快的趋于稳态；设置升降腿便于根据混杂连接结构在连接之后的高度，来调整第二箱体的高度，以使调温箱整体更加贴合混杂连接结构，进而提高升温或降温的效率；设置观察窗，便于用户观察置于调温空间内的混杂连接结构。

本发明的第二个方面还提供了一种试验方法，基于上述的混杂连接结构的热力试验装置，包括：

装配混杂连接结构，将混杂连接结构的两端分别与第一连接件和第二连接件连接，将调温箱安装于混杂连接结构的预设位置，在混杂连接结构的预设位置布置应变片；

载荷测试，通过第一连接件和第二连接件向混杂连接结构的两端施加载荷，直至混杂连接结构被破坏；

温度测试，通过调温箱将温度调整至预设的温度，并记录混杂连接结构的应变数据。

本申请实施例提供的试验方法，由于基于上述的混杂连接结构的热力试验装置，因此也具有上述的可以对混杂连接结构进行静力试验，温度应变试验以及在预设的温度环境下进行的静力试验，可有效地保证试验环境更加复杂、更接近真实工况。

在根据第二方面的可选的实施例中，在载荷测试前，还包括：

调整混杂连接结构的两侧的高度，以使施加于混杂连接结构两端的载荷位于同一水平线上；

计算出在混杂连接结构对称的两侧的高度差，采用高度补偿件将混杂连接结构的低的一侧顶起，以使混杂连接结构对称的两侧位于同一水平线上。

如此设置，可有效地解决了由公差、间隙等带来的较大的混杂连接结构的不对中问题，进一步保证试验结构的准确性。同时，使得本申请实施例提供的热力试验装置可适用于大型的试验件。

在根据第二方面的可选的实施例中，温度测试，具体包括：

升温测试，开启调温箱的升温模式，每隔预设温度段进行一次加温，当调温箱的调温空间的温度稳定在第一目标温度时，保温预设时间段，并记录应变片示数；其中，混杂连接结构上设置多个应变片，用于测量混杂连接结构的应变；

降温测试，开启调温箱的降温模式，由第一目标温度进行降温，每隔预设温度段进行一次降温，当调温箱的调温空间的温度稳定在第二目标温度时，保温预设时间段，并记录应变片示数；

重复预设次数的升温测试和降温测试。

如此设置，可实现混杂连接结构在高温和低温环境下的力学试验。

在根据第二方面的可选的实施例中，温度测试，还包括：

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱的调温空间的温度稳定在第一目标温度时，通过第一连接件和第二连接件向混杂连接结构的两端施加载荷，直至混杂连接结构被破坏；或，

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱的调温空间的温度稳定在第二目标温度时，通过第一连接件和第二连接件向混杂连接结构的两端施加载荷，直至混杂连接结构被破坏。

如此设置，便于实现将置于高温环境下的混杂连接结构进行静力试验，以及便于实现将置于低温环境下的混杂连接结构进行静力试验。

本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：

图1为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置在的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置去掉调温箱后的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置去掉调温箱和试验机夹持件后的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置的第一连接机构的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置的第二连接机构的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置的夹持机构的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置的调温箱的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置的第一箱体的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置的第二箱体的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置的离心风机的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置中待检测的混杂连接结构在第一视角下的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验方法的温度测试的流程图；

图13为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置中待检测的混杂连接结构在第一视角下设置有应变片的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置中待检测的混杂连接结构在第二视角下设置有应变片的结构示意图；

图15为图14中I处放大图。

附图标记：

10、混杂连接结构的热力试验装置；11、第一连接件；111、第一连接机构；112、第二连接机构；113、轴销；114、夹持机构；115、紧固件；12、第二连接件；13、调温箱；131、第一箱体；1311、卡齿；1312、观察窗；132、第二箱体；1322、加热件；1323、离心风机；1324、电机；1325、升降腿；133、间隔板；1332、冷介质入口；14、试验机夹持件；15、高度补偿件；16、混杂连接结构；17、应变片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

应当理解的是，下面的实施例并不限制本发明所保护的方法中各步骤的执行顺序。本发明的方法的各个步骤在不相互矛盾的情况下能够以任意可能的顺序并且能够以循环的方式来执行。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

飞行器的结构设计中在翼肋和壁板连接区以及翼肋与翼梁连接区采用了复合材料和金属机械连接结构。复合材料的结构和金属结构具有不同的热膨胀系数，当温度变化时，复合材料和金属机械连接结构中不同属性的材料会产生不同的热变形，在整体变形协调约束下，复合材料和金属机械连接结构中产生内部热应力。由温度变化引起的热应力将对复合材料和金属机械连接结构的失效产生重要影响。相关技术中，通过试验分析热环境下复合材料和金属机械连接结构力学行为和失效形式，通过对复合材料连接板进行力学分析，可有效地避免由于设计裕度过大造成的复合材料连接板过厚的问题；同时还可以进一步降低飞行器的结构重量、更加充分发挥复合材料潜在的承载能力。但是，上述的热力学试验装置由于承载有限无法对大型的混杂连接结构的热力试验装置，连接结构进行力学试验；同时，还存在对于热力学试验条件单一，导致试验结果不准确。

有鉴于此，本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置，用于混杂连接结构的热力试验，包括第一连接件、第二连接件以及调温箱。在进行热力试验时，可通过第一连接件和第二连接件向混杂连接结构施加载荷，进而对混杂连接结构进行力学试验。通过调温箱对置于调温箱内的混杂连接结构提供预设的温度环境，在混杂连接结构预设的位置布置应变片，用于记录预设温度下的混杂连接结构的应变。同时，还可以通过调温箱给混杂连接结构提供预设的温度，然后再对混杂连接结构施加载荷，进而实现混杂连接结构在预设温度下的静力试验，综合了温度和载荷两个因素对混杂连接结构进行热力试验，使得试验的环境更加复杂、更接近真实工况。

请参照图1至图10，本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置10，用于混杂连接结构16的热力试验，混杂连接结构的热力试验装置10包括第一连接件11、第二连接件12以及调温箱13；第一连接件11和第二连接件12相对设置，用于连接混杂连接结构16的两端，通过第一连接件11和第二连接件12向混杂连接结构16施加载荷；调温箱13设置于第一连接件11和第二连接件12之间，用于向混杂连接结构16提供预设的温度。

本申请实施例提供的混杂连接结构的热力试验装置10，用于混杂连接结构16的热力试验，包括第一连接件11、第二连接件12以及调温箱13。在进行热力试验时，可通过第一连接件11和第二连接件12向混杂连接结构16施加载荷，进而对混杂连接结构16进行力学试验。通过调温箱13对置于调温箱13内的混杂连接结构16提供预设的温度环境，用于记录预设温度下的混杂连接结构16的应变。同时，还可以通过调温箱13给混杂连接结构16提供预设的温度，然后再对混杂连接结构16施加载荷，进而实现混杂连接结构16在预设温度下的静力试验，综合了温度和载荷两个因素对混杂连接结构16进行热力试验，使得试验的结果更加准确。

在可选地示例性实施例中，第一连接件11和第二连接件12的结构相同，均包括第一连接机构111和第二连接机构112，第一连接机构111和第二连接机构112通过轴销113铰接；第一连接机构111远离第二连接机构112的一端用于与混杂连接结构16连接。

需要说明的是，在本实施例中，将第一连接件11和第二连接件12的结构设置为相同，可便于混杂连接结构16两端的施加载荷更加均匀，避免出现因连接件的结构本身差异造成受力不均衡的问题。具体地，第一连接件11和第二连接件12均包括第一连接机构111和第二连接机构112，第一连接机构111和第二连接机构112通过轴销113铰接；第一连接机构111远离第二连接机构112的一端用于与混杂连接结构16连接。通过第一连接机构111和第二连接机构112通过轴销113铰接，可使得第一连接机构111和第二连接机构112在连接混杂连接结构16或者施加载荷过程中，存在一定的活动余量，进而有效地保证在试验过程中在混杂连接结构16加载载荷的对中性。

示例性地，第一连接机构111和第二连接机构112上均设置有贯穿孔，轴销113贯穿第一连接机构111和第二连接机构112上的贯穿孔，且第一连接机构111和第二连接机构112均可绕销轴转动。

在可选地示例性实施例中，第一连接机构111通过夹持机构114与混杂连接结构16连接，夹持机构114具有用于夹持混杂连接结构16的夹持空间；第一连接机构111设置有用于容纳夹持机构114的容纳空间，第一连接机构111和夹持机构114通过紧固件115紧固连接；紧固件115的个数为至少两个，至少两个紧固件115等间距排列设置于第一连接机构111和夹持机构114的连接处。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，将第一连接机构111通过夹持机构114与混杂连接结构16连接，夹持机构114具有用于夹持混杂连接结构16的夹持空间，可有效地保证混杂连接结构16连接的稳定性；同时第一连接机构111设置有用于容纳夹持机构114的容纳空间，第一连接机构111和夹持机构114通过紧固件115紧固连接，进而保证第一连接机构111与夹持机构114连接的稳定性，同时紧固件115的个数为至少两个，可避免在施加载荷过程中出现应力集中的问题，进一步地，至少两个紧固件115等间距排列设置于第一连接机构111和夹持机构114的连接处，也即有效地保证施加在混杂连接结构16上的载荷更加均匀。

示例性地，在本实施例中紧固件115的个数为三个。三个紧固件115等间距排列设置于第一连接机构111和夹持机构114的连接处，因此使得来自第一连接机构111的载荷被均匀地分成三份施加于混杂连接结构16上，有效地保证施加在混杂连接结构16上的载荷更加均匀。同时，使得本申请实施例提供的热力试验装置可适用于大型的试验件。

例如，试验实施时，为了使混杂连接结构16的受力更均匀，在混杂连接结构16的两端施加的试验载荷为F_jz通过第一连接机构111和夹持机构114上的三个等间距设置的紧固件115，如图2所示，将F_jz分解为F_x1，F_x2，F_x3，其中，F_jz、F_x1、F_x2以及F_x3之间的关系满足以下公式：

可以理解的是，这里并不对紧固件115的具体个数进行限定，在其他具体实施例中，也可以根据用户的实际需求，将紧固件115的个数设置为两个或者四个等。

在可选地示例性实施例中，热力试验装置还包括高度补偿件15，高度补偿件15包括固定机构和伸缩支撑机构，伸缩支撑机构一端连接于固定机构，另一端用于支撑混杂连接结构16，伸缩支撑机构可相对固定机构升降。

需要说明的是，在本实施例中，热力试验装置还包括高度补偿件15，高度补偿件15用于调整混杂连接结构16的两侧的位置，以使施加于混杂连接结构16的两侧的载荷位于同一水平线上，如此设置，可有效地解决了由公差、间隙等带来的较大的混杂连接结构16的不对中问题，进一步保证试验结构的准确性。同时，使得本申请实施例提供的热力试验装置可适用于大型的试验件。

具体地，高度补偿件15包括固定机构和伸缩支撑机构，伸缩支撑机构一端连接于固定机构，另一端用于支撑混杂连接结构16，伸缩支撑机构可相对固定机构升降。可根据需求，调整伸缩支撑机构的支撑高度，进而有效地支撑混杂连接结构16的偏低的一侧。

示例性地，高度补偿件15为千斤顶。

在可选地示例性实施例中，调温箱13包括可拆卸地连接的第一箱体131和第二箱体132，第一箱体131和第二箱体132共同构成用于容纳混杂连接结构16的调温空间；第一箱体131具有两个与调温空间连通的开口，两个开口分别朝向第一连接件11和第二连接件12；第二箱体132具有容纳腔，容纳腔与调温空间之间设置有间隔板133，容纳腔内设置有制冷件和加热件1322，间隔板133上设置有制冷介质入口1332，制冷件通过制冷介质入口1332向调温空间输送制冷介质。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，将调温箱13设置为包括可拆卸地连接的第一箱体131和第二箱体132，第一箱体131和第二箱体132共同构成用于容纳混杂连接结构16的调温空间，且第一箱体131具有两个与调温空间连通的开口，两个开口分别朝向第一连接件11和第二连接件12。如此设置，在安装过程中，可先将第二箱体132放置在第一连接件11和第二连接件12的中间位置，并靠近混杂连接结构16的中间位置，然后再将第一箱体131安装在第二箱体132的顶部，使得混杂连接结构16置于调温空间内，且混杂连接结构16的两侧分别通过第一箱体131上的两个开口与第一连接件11和第二连接件12连接。如此设置，便于将混杂连接结构16置于调温空间内。

同时，第二箱体132具有容纳腔，容纳腔与调温空间之间设置有间隔板133，容纳腔内设置有制冷件和加热件1322，间隔板133上设置有制冷介质入口1332，制冷件通过制冷介质入口1332向调温空间输送制冷介质。可通过加热件1322提高调温空间内的温度，制冷件可通过制冷介质入口1332向调温空间内输送制冷介质，进而降低调温空间内的温度。如此设置，便于实现对调温空间内的温度的调节。

示例性地，第一箱体131和第二箱体132通过卡齿1311和卡槽配合连接。第一箱体131上设置有凸起的卡齿1311，第二箱体132上设置有与卡齿1311相配合的卡槽。

需要说明的是，如此设置，便于在安装过程中，卡齿1311与卡槽对应卡接，保证了第一箱体131与第二箱体132连接的稳定性，同时，卡齿1311与卡槽在安装过程中相互对应，还具有安装过程中的导向作用。

可以理解的是，还可以是第二箱体132上设置有凸起的卡齿1311，第一箱体131上设置有与卡齿1311相配合的卡槽。

示例性地，在本实施例中，卡齿1311的个数为四个，卡槽的个数适应性地为四个。其中两个卡齿1311间隔设置于第一箱体131的第一侧面板上，另外两个卡齿1311设置于与第一侧面板相对的第二侧面板上。

示例性地，在本实施例中，第一箱体131和第二箱体132为上下结构，其中第一箱体131位于上侧，第二箱体132位于下侧。在具体地安装过程中，为减小对混杂连接结构16的安装影响，安装时预估混杂连接结构16的温度测试部位，并将该温度测试部位对应预先放置好第二箱体132处，混杂连接结构16安装好以后，第一箱体131通过试验机的起重机调入，通过卡齿1311与卡槽实现与第二箱体132的连接。

示例性地，第一箱体131和第二箱体132构成的调温箱13的整体的尺寸可以设置为1100mm×600mm×1380mm，调温空间的尺寸为：950mm×400mm×980mm，调温箱13可达到的温度范围：-60℃～+150℃，温度波动度为：≤±1℃(空载)，温度均匀度为：≤±2℃(空载)，升温/降温速度为：0.7℃～20℃/min。

可以理解的是，用户在其他具体实施例中，可根据实际需求，对上述数据进行适应性地调整。

示例性地，调温箱13为双层架构，且调温箱13的内外层的材质可以为304SUS高级不锈钢。内箱与外箱之间还填充有保温材料，保温材料可以为优质超细玻璃纤维保温棉。

示例性地，第一箱体131和第二箱体132的连接处设置有密封件，密封件可以为硅胶密封结构，设置密封件可保证第一箱体131和第二箱体132连接的密封性。

在可选地示例性实施例中，容纳腔内还设置有离心风机1323，间隔板133上设置有与进风口和出风口。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，容纳腔内还设置有离心风机1323，间隔板133上设置有与进风口和出风口。离心风机1323可用于加速调温空间内的空气的流动，通过上出风、下进风使得调温空间内的温度均匀，提高了空气流速，更有利调温空间内的温度的冷循环或热循环，使调温空间的温度更快的趋于稳态。

示例性地，离心风机1323的个数为两个，进一步提高空气流速，更有利调温空间内的温度的冷循环或热循环。

具体地，在本实施例中，离心风机1323由长轴轴流风机，不锈钢多翼式离心风轮及循环风道组成。

示例性地，第二箱体132上还设置有电机1324，电机1324与离心风机1323驱动连接，用于驱动离心风机1323。

在可选地示例性实施例中，第二箱体132远离第一箱体131的一侧设置有升降腿1325，以使第二箱体132远离或靠近混杂连接结构16。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，将第二箱体132远离第一箱体131的一侧设置有升降腿1325，以使第二箱体132远离或靠近混杂连接结构16。也即，设置升降腿1325便于使得第二箱体132更加靠近混杂连接结构16，便于根据混杂连接结构16的高度，来调整第二箱体132的高度，以使调温箱13整体更加贴合混杂连接结构16，使第二箱体132中的加热件1322、制冷介质入口1332和离心风机1323更接近混杂连接结构16，进而提高升温或降温的效率。

示例性地，在本实施例中，升降腿1325的个数为四个，四个升降腿1325呈矩形分布设置在第二箱体132的底部。

在可选地示例性实施例中，第一箱体131上具有观察窗1312，用于观察置于调温空间内的混杂连接结构16。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，在第一箱体131上设置有观察窗1312，用于观察置于调温空间内的混杂连接结构16。便于用户观察置于调温空间内的混杂连接结构16。

示例性地，在本实施例中，观察窗1312的个数设置为两个，两个观察窗1312对称设置于第一箱体131的两侧，如此设置，便于用户观测到置于调温空间内的混杂连接结构16相对的两侧。

可以理解的是，这里并不对观察窗1312的个数进行限定，在其他具体实施例中，还可以根据用户的实际需求，将观察窗1312的个数设置为三个或者四个等，便于用户用更多的视角观察置于调温空间内的混杂连接结构16。

示例性地，观察窗1312上设有防凝露带导电膜，可保证在试验过程中可通过观察窗1312清晰观察到内部混杂连接件。

在可选地示例性实施例中，调温空间内设置有温度传感器。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，温度传感器用于测量调温空间内的温度。

示例性地，为了使得测量的结果更加准确，在本实施例中，温度传感器的个数设置为五个，分布在调温空间的不同位置。在进行试验过程中，当置于不同位置的五个温度传感器的温度显示相同时，即表示调温空间内的温度趋于均匀。

示例性地，在本实施例中，五个温度传感器的设置为，在两个相对设置为观察窗1312上分别设置一个温度传感器，用于测量混杂连接结构16相对的两侧的温度；在间隔板133的进风口和出风口分别设置一个温度传感器；在第一箱体131远离第二箱体132的顶部设置一个温度传感器；通过在上述五个具有代表的位置，均设置有一个温度传感器，也即当上述五个位置的温度均相同时，则可表示此时调温空间内的温度趋于一致。

在可选地示例性实施例中，混杂连接结构的热力试验装置10还包括控制装置，调温箱13的加热件1322以及制冷件均与控制装置的电连接，便于通过控制装置控制制热或制冷的开启或关闭，以及调节升温或降温。

示例性地，制冷件为填充有液氮的液氮瓶，通过制冷介质入口1332向调温空间输送液氮，进而实现降低调温空间内的温度。

示例性地，加热件1322为电加热器，使用过程中，通电即可实现升温。

在本实施例中，为了保证试验的安全，经校核的混杂连接结构的热力试验装置10可承受三倍及以上的试验预估破坏载荷。

示例性地，在本实施例中，为了保证第一连接件11、第二连接件12的强度，第一连接件11和第二连接件12均采用合金钢或超强刚制成。

示例性地，混杂连接结构的热力试验装置10还包括两个试验机夹持件14，试验机通过试验机夹持件14与第一连接件11和第二连接件12连接。

本申请还提供了一种试验方法，基于上述的混杂连接结构的热力试验装置10，包括：

装配混杂连接结构16，将混杂连接结构16的两端分别与第一连接件11和第二连接件12连接，将调温箱13安装于混杂连接结构16的预设位置，在混杂连接结构16的预设位置布置应变片；

载荷测试，通过第一连接件11和第二连接件12向混杂连接结构16的两端施加载荷，直至混杂连接结构16被破坏；

温度测试，通过调温箱13将温度调整至预设的温度，并记录混杂连接结构16的应变数据。

本申请实施例提供的试验方法，由于基于上述的混杂连接结构的热力试验装置10，因此也具有上述的可以对混杂连接结构16进行静力试验，温度应变试验以及在预设的温度环境下进行的静力试验，可有效地保证试验的准确性。

还需要说明的是，在本实施例中，载荷测试与温度测试并没有先后之分，可根据用户的需求进行适应性地调整，还可以根据用户的需求，在进行载荷测试时，附加上温度测试的条件，也即可在综合温度因素，对混杂连接结构16进行综合测试。

具体地，在试验过程中，在进行载荷测试过程中，混杂连接结构16预拉伸，然后升温度或降温，达到预设的测试温度后，并且调温空间内的温度稳定在该预设温度下，对混杂连接件采用载荷控制，如此设置，可以减少混杂连接结构16的内部热应力对混杂连接结构16中间的复合材料和金属机械连接区变形的影响，便于测量机械连接区内部变形协调数据。例如，在锁定低温环境，进行静力拉伸直至混杂连接结构16破坏过程中，将控制模式锁定为位移控制，加载直至混杂连接结构16破坏，可以使加载过程更平稳，试验过程更安全。

具体地，在试验过程中，在进行温度测试过程中，首先将试验机调整为载荷控制，以尽可能消除升温和降温过程中混杂连接结构16的内部附加载荷的影响。升温或降温过程中，要将试验机的控制模式锁定在载荷控制，使混杂连接结构16的两端和连接区能够在温度变化环境中自由变形。中间的复合材料的金属机械连接区域由于材料热膨胀系数不同趋向于产生不同的变形量，但由于连接螺栓的约束，最终复合材料板和金属板产生变形协调，趋向于产生相同的位移，连接区内部产生由热应力导致的附加载荷，再由应变片17记录由附加载荷导致的混杂连接件的中间的复合材料和金属机械连接结构在温或低温环境下的变形协调数据，为研究变形机理提供参考。

在可选地示例性实施例中，在载荷测试前，还包括：

调整混杂连接结构16的两侧的高度，以使施加于混杂连接结构16两端的载荷位于同一水平线上；

计算出在混杂连接结构16对称的两侧的高度差，采用高度补偿件15将混杂连接结构16的低的一侧顶起，以使混杂连接结构16对称的两侧位于同一水平线上。

需要说明的是，在本实施例中，调整混杂连接结构16的两侧的高度，以使施加于混杂连接结构16两端的载荷位于同一水平线上。可有效地解决了由公差、间隙等带来的较大的混杂连接结构16的不对中问题，进一步保证试验结构的准确性。同时，使得本申请实施例提供的热力试验装置可适用于大型的试验件。

通过计算出在混杂连接结构16对称的两侧的高度差，然后采用高度补偿件15将混杂连接结构16的低的一侧顶起，以使混杂连接结构16对称的两侧位于同一水平线上。

示例性地，由于第一连接件11和第二连接件12的加载轴不在同一水平线，材料受偏轴拉伸，将其受力状态可简化为如图11所示。在对称测点1和测点2处，测点1如图中e所示，测点1如图中f所示。

其应变由两部分组成：加载力F引起的应变ε_F如下：

其中，F为试验加载力；E为试验件复合材料壁板的等效杨氏模量；A为混杂连接结构16的壁板部分横截面积。

偏心弯矩M由试验加载力和偏心距离得出：

M＝F·b

其中，b为偏心距离。

偏心弯矩M引起的应变ε_M如下：

其中，Iz为转动惯量；y为混杂连接结构16沿竖直方向宽度的1/2；

测点1处应变为ε₁＝ε_F+ε_M，测点2处应变为ε₂＝ε_F-ε_M。通过预实验可得到测点1和测点2处应变测试结果ε_test1和ε_test2，带入上述公式可计算偏心距离如下：

根据上述的公式计算是偏心距b的数值，使用千斤顶顶起高度为b，采用高度补偿件15将较低的一侧顶高尺寸b，来平衡加载轴孔的孔位误差和装配误差等，保证混杂连接结构16处于水平受拉状态。

在可选地示例性实施例中，温度测试，具体包括：

升温测试，开启调温箱13的升温模式，每隔预设温度段进行一次加温，当调温箱13的调温空间的温度稳定在第一目标温度时，保温预设时间段，并记录应变片17示数；其中，混杂连接结构16上设置多个应变片17，用于测量混杂连接结构16的应变；

降温测试，开启调温箱13的降温模式，由第一目标温度进行降温，每隔预设温度段进行一次降温，当调温箱13的调温空间的温度稳定在第二目标温度时，保温预设时间段，并记录应变片17示数；

重复预设次数的升温测试和降温测试。

需要说明的是，通过升温测试和降温测试，进而可实现混杂连接结构16在高温和低温环境下的应变试验。

示例性地，在本实施例中，预设温度段可以设置为20℃，也即每隔20℃进行一次调温；第一目标温度为90℃；保温预设时间段的时长为120min；第二目标温度为-55℃；重复预设次数为重复三次温度循环。

以上述数据为例，温度测试，如图12所示，具体包括：

打开温控***，对调温空间升温，由室温开始，每隔20℃进行一次加温；当调温空间内的五个温度传感器反馈的温度值相同，且稳定在预设温度值时，保温120min，直至温度升高至90℃时，保温120min，记录应变片示数；

然后，由90℃每隔20℃进行一次降温，当五个温度传感器反馈的温度值相同，且稳定在预设温度值时，保温120min，直至降到室温；

再由室温每隔20℃进行一次降温，当五个温度传感器反馈的温度值相同，且稳定在预设温度值时，保温120min，直至降到-55℃，保温120min，记录应变片示数；

再每隔20℃进行一次升温，当五个温度传感器反馈的温度值相同，且稳定在预设温度值时，保温120min，逐渐升高到室温；完成一次升温试验和降温试验的循环。

在热应力试验工序完成三次温度循环后，当温度降低到-55℃时，对混杂连接结构施加拉伸载荷，开展低温下的静力拉伸试验。

示例性地，在本实施例中，为了获得更准确的试验数据，试验过程中将采集试验数据的应变片17粘贴于混杂连接结构16的壁板上，且靠近混杂连接结构16相互之间的连接位置，也就是多个结构的进行固定连接的连接处，例如，将多层混杂结构通过螺钉或者螺栓连接起来的位置。应变片17的设置位置如图13、图14以及图15所示。

在可选地示例性实施例中，温度测试，还包括：

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱13的调温空间的温度稳定在第一目标温度时，通过第一连接件11和第二连接件12向混杂连接结构16的两端施加载荷，直至混杂连接结构16被破坏；或，

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱13的调温空间的温度稳定在第二目标温度时，通过第一连接件11和第二连接件12向混杂连接结构16的两端施加载荷，直至混杂连接结构16被破坏。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，温度测试，还包括：

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱13的调温空间的温度稳定在第一目标温度时，通过第一连接件11和第二连接件12向混杂连接结构16的两端施加载荷，直至混杂连接结构16被破坏；便于实现将置于高温环境下的混杂连接结构16进行静力试验。

需要说明的是，具体地，在本实施例中，温度测试，还包括：

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱13的调温空间的温度稳定在第二目标温度时，通过第一连接件11和第二连接件12向混杂连接结构16的两端施加载荷，直至混杂连接结构16被破坏。便于实现将置于低温环境下的混杂连接结构16进行静力试验。

在可选地示例性实施例中，混杂连接结构16的热力试验顺序还可以为：

温度载荷试验，包括：

预试，按5％破坏载荷级差逐级加载至30％破坏载荷，按10％破坏载荷极差逐级降低载荷，考察试验件的受力情况及第一连接件11、第二连接件12以及温度传感器以及试验机的运行情况；

混杂连接结构16施加预载荷15％破坏载荷，锁死千斤顶，混杂连接结构16处于约束状态；

施加温度载荷，由室温逐步上升至90℃，每上升20℃时，保持120min；然后逐级降温，降温至室温，然后保温；由室温逐步下降至-55℃，每下降20℃时，保持120min，再进行应变测量。

低温破坏载荷试验，具体地，包括：

在-55℃温度保持120min后进行试验；

以5％破坏载荷的加载级差加载至65％破坏载荷；

按2％破坏载荷级差加载至67％破坏载荷，并保载至数据记录完成；

按3％破坏载荷级差加载至70％破坏载荷，并保载至数据记录完成；

按5％破坏载荷级差破坏载荷加载到100％破坏载荷后，保载3秒，并保载至数据记录完成；

如果没有破坏，继续按每级5％破坏载荷递增，并保载至数据记录完成，直到破坏；若加载到120％破坏载荷时，试验件未破坏，停止加载。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本发明已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种混杂连接结构的热力试验装置，用于混杂连接结构的热力试验，其特征在于，所述混杂连接结构的热力试验装置包括第一连接件、第二连接件以及调温箱；

第一连接件和第二连接件相对设置，用于连接所述混杂连接结构的两端，通过所述第一连接件和所述第二连接件向所述混杂连接结构施加载荷；

所述调温箱设置于所述第一连接件和所述第二连接件之间，用于向所述混杂连接结构提供预设的温度。

2.根据权利要求1所述的混杂连接结构的热力试验装置，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件的结构相同，均包括第一连接机构和第二连接机构，所述第一连接机构和所述第二连接机构通过轴销铰接；所述第一连接机构远离所述第二连接机构的一端用于与所述混杂连接结构连接。

3.根据权利要求2所述的混杂连接结构的热力试验装置，其特征在于，

所述第一连接机构通过夹持机构与所述混杂连接结构连接，所述夹持机构具有用于夹持所述混杂连接结构的夹持空间；

所述第一连接机构设置有用于容纳所述夹持机构的容纳空间，所述第一连接机构和所述夹持机构通过紧固件紧固连接；

所述紧固件的个数为至少两个，至少两个所述紧固件等间距排列设置于所述第一连接机构和所述夹持机构的连接处。

4.根据权利要求1所述的混杂连接结构的热力试验装置，其特征在于，还包括高度补偿件，所述高度补偿件包括固定机构和伸缩支撑机构，所述伸缩支撑机构一端连接于所述固定机构，另一端用于支撑所述混杂连接结构，所述伸缩支撑机构可相对所述固定机构升降。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的混杂连接结构的热力试验装置，其特征在于，所述调温箱包括可拆卸地连接的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体和所述第二箱体共同构成用于容纳所述混杂连接结构的调温空间；

所述第一箱体具有两个与所述调温空间连通的开口，两个所述开口分别朝向所述第一连接件和所述第二连接件；

所述第二箱体具有容纳腔，所述容纳腔与所述调温空间之间设置有间隔板，所述容纳腔内设置有制冷件和加热件，所述间隔板上设置有制冷介质入口，所述制冷件通过所述制冷介质入口向所述调温空间输送制冷介质。

6.根据权利要求5所述的混杂连接结构的热力试验装置，其特征在于，所述容纳腔内还设置有离心风机，所述间隔板上设置有与进风口和出风口；和/或，

所述第二箱体远离所述第一箱体的一侧设置有升降腿，以使所述第二箱体远离或靠近所述混杂连接结构；和/或，

所述第一箱体上具有观察窗，用于观察置于所述调温空间内的所述混杂连接结构；和/或，

所述调温空间内设置有温度传感器。

7.一种试验方法，其特征在于，基于权利要求1至6中任一项所述的混杂连接结构的热力试验装置，包括：

装配混杂连接结构，将所述混杂连接结构的两端分别与第一连接件和第二连接件连接，将调温箱安装于所述混杂连接结构的预设位置，在所述混杂连接结构的预设位置布置应变片；

载荷测试，通过第一连接件和第二连接件向所述混杂连接结构的两端施加载荷，直至所述混杂连接结构被破坏；

温度测试，通过调温箱将温度调整至预设的温度，并记录所述混杂连接结构的应变数据。

8.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于，在所述载荷测试前，还包括：

调整混杂连接结构的两侧的高度，以使施加于所述混杂连接结构两端的载荷位于同一水平线上；

计算出在所述混杂连接结构对称的两侧的高度差，采用高度补偿件将所述混杂连接结构的低的一侧顶起，以使所述混杂连接结构对称的两侧位于同一水平线上。

9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于，所述温度测试，具体包括：

升温测试，开启所述调温箱的升温模式，每隔预设温度段进行一次加温，当所述调温箱的调温空间的温度稳定在第一目标温度时，保温预设时间段，并记录应变片示数；其中，所述混杂连接结构上设置多个应变片，用于测量所述混杂连接结构的应变；

降温测试，开启所述调温箱的降温模式，由所述第一目标温度进行降温，每隔预设温度段进行一次降温，当调温箱的调温空间的温度稳定在第二目标温度时，保温预设时间段，并记录应变片示数；

重复预设次数的所述升温测试和所述降温测试。

10.根据权利要求9所述的试验方法，其特征在于，所述温度测试，还包括：

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱的调温空间的温度稳定在第一目标温度时，通过第一连接件和第二连接件向所述混杂连接结构的两端施加载荷，直至所述混杂连接结构被破坏；或，

完成重复预设次数的升温测试和降温测试后，在当调温箱的调温空间的温度稳定在第二目标温度时，通过第一连接件和第二连接件向所述混杂连接结构的两端施加载荷，直至所述混杂连接结构被破坏。

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