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專利名稱：用于柱形曲板軸壓穩(wěn)定性試驗的固定夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種測試力學(xué)性能的輔助裝置，具體是一種用于柱形曲板軸壓穩(wěn)定性試驗的固定夾具。
背景技術(shù)：
柱形曲板作為一種抗彎扭性能較強的薄壁結(jié)構(gòu)，在各工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用。由這類結(jié)構(gòu)失穩(wěn)引發(fā)的安全問題一直是人們關(guān)注和研究的課題。為避免對邊界條件的模擬，可以采用圓筒來研究柱形曲板的屈曲性能，這種方法雖不需要考慮直邊夾具設(shè)計，但容易引起試材浪費，尤其是對于昂貴的先進材料；且當試件的曲率半徑較大時，試驗機可能沒有足夠的試驗空間完成試驗。柱形曲板直邊的簡支邊界條件是指試件直邊沿徑向和環(huán)向的平移及繞徑向和環(huán)向的轉(zhuǎn)動被限制，試件直邊只能沿軸向平移及繞軸向轉(zhuǎn)動。目前柱形曲板的軸壓穩(wěn)定性試驗中，關(guān)于如何實現(xiàn)柱形曲板直邊的簡支邊界條件并沒有統(tǒng)一標準，可參考的試驗夾具較少且設(shè)計復(fù)雜，此類試驗夾具大多采用類似于槽的設(shè)計理念，如V形槽，槽形孔等。但V形槽不能夾持住柱形曲板直邊，試驗中能否實現(xiàn)正確的簡支邊界條件有待考量。槽形孔借助槽口卡住柱形曲板直邊,而曲板成形中很容易產(chǎn)生翹曲，少量的翹曲會對槽形卡口的安裝帶來困難。且一般而言曲板的厚度局部不均勻的，也會使局部夾持不符合簡支要求。柱形曲板軸壓穩(wěn)定性試驗中，需要試件橫剖面形心與試驗機加載中心重合。由于回彈現(xiàn)象的存在，柱形曲板的曲率半徑在成形中很難控制，與設(shè)計尺寸存在公差。不恰當?shù)脑O(shè)計不僅容易引起試件與夾具的裝配問題，還容易使夾具沒有足夠的調(diào)節(jié)余度以完成試件的對中性調(diào)節(jié)。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，1976年第三期《力學(xué)進展》發(fā)表的環(huán)向加筋圓柱曲板試驗，記載了一種夾具，該夾具主要由Z型鑄塊、V形槽塊和螺釘組成，但該技術(shù)的V形槽口不能對試件起到夾持作用，能否實現(xiàn)正確的簡支邊界條件有待考量；1980年第一期《力學(xué)與實踐》發(fā)表的圓柱形曲板內(nèi)壓實驗，記載了一種夾具，該夾具主要由圓餅夾頭、軸承支座和可調(diào)軸承支座組成，但該技術(shù)的圓餅夾頭不可根據(jù)試件的厚度進行調(diào)節(jié)，且一般而言曲板的厚度是不均勻的，因此這種設(shè)計的適用性受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于柱形曲板軸壓穩(wěn)定性試驗的固定夾具，結(jié)構(gòu)簡單，適用于多種曲率和厚度的曲板試驗中的簡支夾持。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括下壓板、兩個L形立柱和若干對夾頭，其中兩個L形立柱的水平面分別固定于下壓板上且位于待測曲板的兩端部直邊處，垂直面上分別沿待測曲板的兩端部直邊分段固定若干對夾頭，使得待測曲板的兩端部直邊夾持于其兩側(cè)夾頭的中間。所述的L形立柱的垂直面上開有若干對第一位置調(diào)節(jié)孔，各個夾頭分別由第一連接件配合第一位置調(diào)節(jié)孔進行固定。
所述的L形立柱的水平面上開有若干第二位置調(diào)節(jié)孔，L形立柱由第二連接件配合第二位置調(diào)節(jié)孔進行固定。所述的下壓板的水平面上開有若干第三位置調(diào)節(jié)孔，與所述的L形立柱由第二連接件配合第二位置調(diào)節(jié)孔固定L形立柱。所述的第一位置調(diào)節(jié)孔的結(jié)構(gòu)為水平方向的長條形圓孔。所述的第二位置調(diào)節(jié)孔的結(jié)構(gòu)為與第一位置調(diào)節(jié)孔平行的長條形圓孔。所述的第三位置調(diào)節(jié)孔的結(jié)構(gòu)為長條形圓孔。所述的第二位置調(diào)節(jié)孔的中心線與所述的第三位置調(diào)節(jié)孔的中心線垂直。所述的L形立柱的背部設(shè)有加強肋。所述的夾頭上開有通孔且由第一連接件穿過該通孔進行固定。所述的夾頭的結(jié)構(gòu)為固定部為矩形且夾持部為V字形凸出。所述的第一連接件和第二連接件均為螺栓和螺母配合的緊固件。
有益效果1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣；2、本發(fā)明的L形立柱與夾頭連接處的第一位置調(diào)節(jié)孔設(shè)計使夾頭間的間距可調(diào)節(jié)，更好地夾持曲板試件。對于高度近似的試件，L形立柱可重復(fù)使用。對于不同的試件，夾頭可重復(fù)利用；3、本發(fā)明的L形立柱與下壓板連接處第二位置調(diào)節(jié)孔的設(shè)計，加大了 L形立柱的調(diào)節(jié)余度，可有效解決曲板成形缺陷帶來的裝配及對中性調(diào)節(jié)問題。對于曲板的直邊間距近似的試件，下壓板可重復(fù)利用；4、本發(fā)明的第三位置調(diào)節(jié)孔的設(shè)計加大了 L形立柱的安裝調(diào)節(jié)余度，可適用于一定尺寸范圍的試驗件的夾持；5、本發(fā)明對柱形曲板直邊簡支邊界條件模擬準確L形立柱限制了試件的環(huán)向位移，夾頭限制試件的徑向位移，曲板與L形立柱及夾頭之間的線接觸使試件可繞夾持處轉(zhuǎn)動；6、本發(fā)明已成功應(yīng)用于某大型客機的曲板穩(wěn)定性試驗中，取得良好效果。


圖1為本發(fā)明實施例1的立體結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明實施例1的俯視圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1如圖1和圖2所示，本實施例包括下壓板1、兩個L形立柱2和若干對夾頭3，其中兩個L形立柱2的水平面分別固定于下壓板I上且位于待測曲板4的兩端部直邊處，垂直面上分別沿待測曲板4的兩端部直邊分段固定若干對夾頭3，使得待測曲板4的兩端部直邊夾持于其兩側(cè)夾頭3的中間。分段固定若干對夾頭3可以克服待測曲板4可能存在的制造誤差，如翹曲等。所述的L形立柱2的垂直面上開有若干對第一位置調(diào)節(jié)孔5，各個夾頭3分別由第一連接件6配合第一位置調(diào)節(jié)孔5進行固定。所述的L形立柱2的水平面上開有若干第二位置調(diào)節(jié)孔7，L形立柱2由第二連接件8配合第二位置調(diào)節(jié)孔7進行固定。L形立柱2的固定位置可以通過第二位置調(diào)節(jié)孔7進行調(diào)節(jié)以解決待測曲板4成形缺陷帶來的裝配及對中性調(diào)節(jié)問題。所述的第一位置調(diào)節(jié)孔5的結(jié)構(gòu)為水平方向的長條形圓孔。各個夾頭3的固定位置可以通過移動其在第一位置調(diào)節(jié)孔5的位置進行調(diào)節(jié)。本實施例所述的第二位置調(diào)節(jié)孔7的結(jié)構(gòu)為兩條中心線相互垂直的長條形圓孔。所述的L形立柱2的背部設(shè)有加強肋9。所述的夾頭3上開有通孔且由第二連接件8穿過該通孔10進行固定。本實施例所述的夾頭3的結(jié)構(gòu)為固定部為矩形且夾持部為V字形凸出。所述的夾頭3的V字形凸出的頭部設(shè)有倒圓角。本實施例所述的第一連接件6和第二連接件8均為螺栓和螺母配合的緊固件。試驗時，下壓板I通過沉頭孔11固定在試驗機的支座上；工作步驟如下1、試驗前的準備工作將待測曲板4貼上應(yīng)變片；2、安裝將下壓板I裝在試驗機支座上，依據(jù)設(shè)計在下壓板I上標注出待測曲板4的安放位置，將L形立柱2放在大致安裝位置并固定，將夾頭3裝在L形立柱上并固定，待測曲板4就位后，移動L形立柱2使其剛好與待測曲板4接觸上，靠緊夾頭3以夾持待測曲板4并固定；3、預(yù)測試根據(jù)預(yù)試時各測點的應(yīng)變情況，判斷測點的應(yīng)變差是否在可接受的范圍內(nèi)，如不可接受，則調(diào)節(jié)L形立柱2、夾頭3和待測曲板4的位置，然后重新進行預(yù)試；4、如預(yù)試情況較滿意則直接進行正式試驗。
權(quán)利要求
1.一種用于柱形曲板軸壓穩(wěn)定性試驗的固定夾具，其特征在于，包括下壓板、兩個L形立柱和若干對夾頭，其中兩個L形立柱的水平面分別固定于下壓板上且位于待測曲板的兩端部直邊處，垂直面上分別沿待測曲板的兩端部直邊分段固定若干對夾頭，使得待測曲板的兩端部直邊夾持于其兩側(cè)夾頭的中間； 所述的L形立柱的垂直面上開有若干對第一位置調(diào)節(jié)孔，各個夾頭分別由第一連接件配合第一位置調(diào)節(jié)孔進行固定； 所述的L形立柱的水平面上開有若干第二位置調(diào)節(jié)孔，L形立柱由第二連接件配合第二位置調(diào)節(jié)孔進行固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定夾具，其特征是，所述的第一位置調(diào)節(jié)孔的結(jié)構(gòu)為水平方向的長條形圓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定夾具，其特征是，所述的第二位置調(diào)節(jié)孔的結(jié)構(gòu)為兩條中心線相互垂直的長條形圓孔，其中心線與下壓板上與其配合的長條形圓孔的中心線垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定夾具，其特征是，所述的夾頭上開有通孔且由第二連接件穿過該通孔進行固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固定夾具，其特征是，所述的夾頭的結(jié)構(gòu)為固定部為矩形且夾持部為V字形凸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固定夾具，其特征是，所述的夾頭的結(jié)構(gòu)為圓柱形或橢圓柱形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定夾具，其特征是，所述的第一連接件和第二連接件均為螺栓和螺母配合的緊固件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定夾具，其特征是，所述的L形立柱的背部設(shè)有加強肋。
全文摘要
一種用于柱形曲板軸壓穩(wěn)定性試驗的固定夾具，包括下壓板、兩個L形立柱和若干對夾頭，其中兩個L形立柱的水平面分別固定于下壓板上且位于待測曲板的兩端部直邊處，垂直面上分別沿待測曲板的兩端部直邊分段固定若干對夾頭，使得待測曲板的兩端部直邊夾持于其兩側(cè)夾頭的中間。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，L形立柱和夾頭的夾持位置可調(diào)，適用于多種曲率的曲板測試。
文檔編號G01N3/04GK103018102SQ20131002434
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者孫璐妍, 余音, 汪海 申請人:上海交通大學(xué)