一种加筋壁板结构压缩试验端头防弯曲夹持装置

本发明涉及飞机翼面类结构试验技术领域，特别涉及一种加筋壁板结构压缩试验端头防弯曲夹持装置。

飞机翼面结构主要是由各类壁板承载，所以壁板结构的承载能力试验在飞机研发阶段工作占有很大比重。为了给机翼和尾翼壁板选择合理和最佳的结构形式，为了给各类典型加筋板确定设计许用值，以及为了验证重要承力部位的强度，需要进行壁板结构的压缩试验。平板的轴压试验一般在压力试验机上进行，压缩加筋壁板加载端需平整并经适当加强，便于压缩载荷的均匀传递。由于边界支持条件对试验结果的影响很大，试验件支持方案的确定是试验设计中的关键。

关于试验件端头夹持的方式，目前采用较多的是机械连接和灌封端两种处理方式。压缩试验一般要求：保证试验件端部受力均匀，压力沿板的轴线且与端面垂直加载。因此夹具设计时保证夹具与试验件接触面的平面度、夹具支撑面平面度和夹具支撑面与试验件接触面的平行度。对于大型复合材料加筋壁板结构压缩试验而言存在如下问题：1、试验件本身平面度较难保证；2、试验机球铰形式会带来不垂直的问题。

本发明的目的就是克服现有技术的不足：现有的两种夹持端装置及其方法，不能限制夹持端局部弯曲，试验件端头和试验机接触的平面度稍有变化，会导致试验件局部弯曲，而加筋壁板在厚度方向的弯曲性能较弱，容易导致靠近夹持部位的加筋壁板提前破坏，不能得到结构真实的承载能力。

本发明的技术方案如下：

一种加筋壁板结构压缩试验端头防弯曲夹持装置，其特征在于，包括灌封端、夹持滚轮和夹持滚轮固定结构；

所述灌封端为2个，分别设置于加筋壁板受力的两端，用于对加筋壁板施加荷载；每个所述灌封端均包括金属盒，金属盒具有相对设置的第一外壁及第二外壁；所述第一外壁及第二外壁均竖向设置有2个夹持滚轮，夹持滚轮与第一外壁、第二外壁接触，夹持滚轮限制所述灌封端仅能沿加载方向移动；

所述夹持滚轮固定于滚轮固定结构，滚轮两端置于滚珠轴承里可旋转，滚珠轴承装配在其支架上。

进一步的，所述滚轮固定结构为压缩试验机机架，夹持滚轮固定于压缩试验机机架。

进一步的，所述滚轮固定结构与压缩试验机机架分开设置，所述滚动轮固定结构固定于地面。

进一步的，所述夹持滚轮上均设置有压应力传感器，将夹持滚轮与金属盒外壁之间的压力信息传递至信息处理器。

进一步的，当所述压力值大于设定的阈值时，所述信息处理器发出报警信息。

进一步的，所述滚轮的直径为 20-40m，上下2个夹持滚轮之间的距离为20-40mm范围。

进一步的，所述夹持滚轮的材质为 Q345钢。

本发明的有益效果为：采用4个圆形夹持滚轮的构造形式，这种结构对现有的壁板压缩试验结构端头提供了良好的支持效果，对压缩试验结果的真实性提供了保障；结构简单、实用，具有广阔的应用前景。

图1所示为本发明实施例一种加筋壁板结构压缩试验端头防弯曲夹持装置结构示意图。

图2 所示为加筋壁板结构压缩试验端头防弯曲夹持装置工作原理图。

其中：1-夹持滚轮；2-灌封端头；3-加筋壁板。

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

如图1所示，本发明实施例一种加筋壁板结构压缩试验端头防弯曲夹持装置，包括灌封端、夹持滚轮和夹持滚轮固定结构；所述灌封端为2个，分别设置于加筋壁板受力的两端，用于对加筋壁板施加荷载；每个所述灌封端均包括金属盒，金属盒具有相对设置的第一外壁及第二外壁；所述第一外壁及第二外壁均竖向设置有2个夹持滚轮，夹持滚轮与第一外壁、第二外壁接触，夹持滚轮限制所述灌封端仅能沿加载方向移动；所述夹持滚轮固定于滚轮固定结构，滚轮两端置于滚珠轴承里可旋转，滚珠轴承装配在其支架上。

优选的，所述滚轮固定结构为压缩试验机机架，夹持滚轮固定于压缩试验机机架。或者，所述滚轮固定结构与压缩试验机机架分开设置，所述滚动轮固定结构可固定于地面或其他结构上。

优选的，所述夹持滚轮上均设置有压应力传感器，将夹持滚轮与金属盒外壁之间的压力信息传递至信息处理器。根据不同规格的压缩试验机分别设定支持滚轮的压力阈值，当所述压力值大于设定的阈值时，表明加在压缩试验机灌封端的荷载合力作用线偏离试验件（加劲肋板）刚心线太多，所述信息处理器发出报警信息，此时需要停止试验，重新调整灌封端与加劲肋板的相对位置，尽可能使加载合力与加劲肋板中心线重合。

优选的，所述滚轮的直径为20-40mm范围，上下2个夹持滚轮之间的距离为20-40mm范围。

所述夹持滚轮的材质为Q345钢。

本发明的工作原理如图2所示，详细陈述如下：

1、当试验机施加载荷P的合力作用线与试验件刚心线完全重合时，不存在偏心弯矩。当存在偏差b时，会产生局部弯矩M=Pb；

2、偏心弯矩会导致试验件灌封端头产生顺时针（图2的情况）的转动，此时右上角和左下角的夹持圆滚轮会对灌封端头产生支持反力，因该两个支反力在高度方向存在距离，故产生反力矩来平衡上述偏心弯矩；

3、当偏心弯矩被平衡后，试验件本身主要承受压缩载荷，不再承受上述局部弯矩；

4、当载荷在刚心线之前（另一侧）距离b时，偏心弯矩为逆时针的，此时左上角和右下角的夹持圆滚轮会对灌封端头产生支持反力，平衡此时的偏心弯矩。

本发明通过四个圆形夹持滚轮的构造形式，这种结构对原有的端头形式提供了新的支持方式，能够减少试验件不该承受的弯矩，使得试验结果更加真实可靠，为加筋壁板压缩试验提供了新的手段。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。