方形薄板单向剪切夹具和方形薄板单向剪切装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种方形薄板单向剪切夹具和方形薄板单向剪切装置，所述方形薄板单向剪切夹具包括：两个相对设置的夹持边框，每个所述夹持边框包括四个首尾依次铰接的边框夹板，每个所述边框夹板上设有分别位于两端的铰接孔和在两个所述铰接孔之间间隔设置的多个紧固孔，每个所述夹持边框的相邻两个所述边框夹板通过配合在各自铰接孔内的铰接紧固件可拆卸地连接；多个夹持紧固件，每个所述夹持紧固件分别可拆卸地配合在两个所述夹持边框上相对的紧固孔内以将所述方形薄板夹持在两个所述夹持边框之间。根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具具有能够提高实验数据的准确性和可靠性、方便携带和运输等优点。
【专利说明】
方形薄板单向剪切夹具和方形薄板单向剪切装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及飞行器结构实验领域，具体而言，涉及一种方形薄板单向剪切夹具和具有所述方形薄板单向剪切夹具的方形薄板单向剪切装置。
【背景技术】
[0002]在飞行器设计工作中，薄壁结构的承载能力是研究重点之一。承载能力与结构失稳有很大关联，当加载载荷到达一定程度，薄壁结构就会以屈曲的形式发生失稳现象。过去的设计要求加载范围规定在屈曲载荷之下，但研究人员近年发现薄壁结构的后屈曲阶段也有很大的承载能力，而对于薄壁结构后屈曲性质的探究是利用其后屈曲承载能力的必须步骤。
[0003]薄壁结构的后屈曲性质可以通过对加筋或非加筋的合金材料或复合材料的薄壁结构进行压缩、剪切及其他复合加载形式下的屈曲、破坏实验来进行探究。
[0004]对于薄壁结构剪切实验，由于施加纯剪切载荷意味着载荷施加方向与变形后的薄壁边缘平行且变形后面积与变形前相同，相关技术中的剪切夹具只能使试件的受力状态接近纯剪状态，影响实验结果的可靠性和准确性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种方形薄板单向剪切夹具，该方形薄板单向剪切夹具具有X等优点。
[0006]本实用新型还提出一种具有所述方形薄板单向剪切夹具的方形薄板单向剪切装置。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的第一方面提出一种方形薄板单向剪切夹具，所述方形薄板单向剪切夹具包括:两个相对设置的夹持边框，每个所述夹持边框包括四个首尾依次铰接的边框夹板，每个所述边框夹板上设有分别位于两端的铰接孔和在两个所述铰接孔之间间隔设置的多个紧固孔，每个所述夹持边框的相邻两个所述边框夹板通过配合在各自铰接孔内的铰接紧固件可拆卸地连接;多个夹持紧固件，每个所述夹持紧固件分别可拆卸地配合在两个所述夹持边框上相对的紧固孔内以将所述方形薄板夹持在两个所述夹持边框之间。
[0008]根据本实用新型的方形薄板单向剪切夹具，具有能够提高实验数据的准确性和可靠性、方便携带和运输等优点。
[0009]另外，根据本实用新型的方形薄板单向剪切夹具还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]每个所述夹持边框的四个边框夹板包括:两个纵向夹板;两个横向夹板，每个所述横向夹板的两端分别设有配合槽，两个所述纵向夹板的两端分别配合在对应的所述配合槽内。
[0011 ]两个所述纵向夹板和两个所述横向夹板的内侧表面平齐。
[0012]所述纵向夹板的最大厚度小于所述横向夹板的最大厚度。
[0013]所述横向夹板的外表面设有减耗槽。
[0014]每个所述边框夹板的相邻所述紧固孔之间的距离小于40毫米。
[0015]本实用新型的第二方面提出一种方形薄板单向剪切装置，所述方形薄板单向剪切装置包括拉伸设备;方形薄板单向剪切夹具，所述方形薄板单向剪切夹具为根据本实用新型的第一方面所述的方形薄板单向剪切夹具;两个传力连接件，每个所述传力连接件分别与所述拉伸设备和所述方形薄板单向剪切夹具相连，且每个所述传力连接件与所述拉伸设备和所述方形薄板单向剪切夹具中的至少一个可拆卸地连接，两个所述传力连接件分别可转动地连接在每个所述夹持边框的相对的两个拐角处且位于所述夹持边框的同一对角线上。
[0016]根据本实用新型的方形薄板单向剪切装置，通过利用根据本实用新型的第一方面所述的方形薄板单向剪切夹具，具有实验数据可靠准确等优点。
[0017]所述传力连接件包括:固定部，所述固定部上设有定位槽，两个所述夹具边框配合在所述定位槽内；连接柱，所述连接柱的一端与所述固定部相连且另一端与所述拉伸设备相连。
[0018]所述定位槽的两侧壁上分别设有相对设置的连接孔，所述固定部通过配合在所述连接孔和所述铰接孔内的所述铰接紧固件可拆卸地连接在每个所述夹具边框的拐角处。
[0019]所述定位槽的两侧壁之间的距离大于或等于两个所述夹具边框的最大厚度与所述方形薄板的厚度之和。
【附图说明】
[0020]图1是根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具的结构示意图。
[0021]图2是根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具的结构示意图。
[0022]图3是根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具的横向夹板的结构示意图。
[0023]图4是根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具的纵向夹板的结构示意图。
[0024]图5是根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切装置的传力连接件的结构示意图。
[0025]附图标记:方形薄板单向剪切夹具1、横向夹板110、配合槽111、减耗槽112、纵向夹板120、铰接孔130、紧固孔140、方形薄板2、传力连接件3、固定部310、定位槽311、连接孔312、连接柱320。
【具体实施方式】
[0026]下面详细描述本实用新型的实施例，所述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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0027]下面参考附图描述根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具I。
[0028]如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具I包括两个夹持边框和多个夹持紧固件(图中未示出)。
[0029]两个所述夹持边框相对设置，每个所述夹持边框包括四个首尾依次铰接的边框夹板，每个所述边框夹板上设有分别位于两端的铰接孔130和在两个铰接孔130之间间隔设置的多个紧固孔140，每个所述夹持边框的相邻两个所述边框夹板通过配合在各自铰接孔130内的铰接紧固件(图中未示出)可拆卸地连接。每个所述夹持紧固件分别可拆卸地配合在两个所述夹持边框上相对的紧固孔140内以将方形薄板2夹持在两个所述夹持边框之间。
[0030]根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具I，通过设置两个相对的所述夹持边框，可以利用两个所述夹持边框夹持方形薄板2，以对方形薄板2进行定位。由于每个所述夹持边框包括四个首尾依次铰接的边框夹板，不仅可以利用两个相对的所述边框夹板夹持方形薄板2，以分别对方形薄板2的四个边沿进行固定，防止在进行拉伸试验时方形薄板2上产生分力，从而可以充分将拉伸力转化为剪力，保证实验数据的准确性和可靠性，而且可以使相邻两个所述边框夹板能够相对转动，以便于通过拉伸所述夹持边框对所述夹持边框夹持的方形薄板2施加剪切应力。
[0031]并且，通过在每个所述边框夹板上设置铰接孔130，使每个所述夹持边框的相邻两个所述边框夹板通过配合在各自铰接孔130内的铰接紧固件可拆卸地连接。这样不仅可以保证两个所述夹持边框的连接强度，提高两个所述边框夹板之间的位置精度，而且可以在不进行实验时将方形薄板单向剪切夹具I拆解成独立的所述边框夹板，以便于方形薄板单向剪切夹具I的携带和运输。
[0032]此外，通过设置多个所述夹持紧固件，在所述边框夹板上设置多个紧固孔140，可以使每个所述夹持紧固件分别可拆卸地配合在两个所述夹持边框上相对的紧固孔140内。这样可以将方形薄板2夹持在两个所述夹持边框之间，不仅可以保证对方形薄板2的固定效果，提高方形薄板2与所述夹持边框之间的位置精度，进一步防止方形薄板2在拉伸的过程中产生分力，以使拉伸力更加充分的转化为剪力，提高实验数据的准确性和可靠性，而且由于多个所述夹持紧固件间隔设置，可以使方形薄板2的受力更加均匀，从而进一步提高实验数据的准确性。
[0033]因此，根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具I具有能够提高实验数据的准确性和可靠性、方便携带和运输等优点。
[0034]下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的方形薄板单向剪切夹具I。
[0035]在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切夹具I包括两个夹持边框和多个夹持紧固件。
[0036]每个所述夹持边框的四个边框夹板包括两个纵向夹板120和两个横向夹板110，每个横向夹板110的两端分别设有配合槽111，两个纵向夹板120的两端分别配合在对应的配合槽111内。这样不仅可以利用配合槽111对纵向夹板120和横向夹板110进行定位，而且可以提高对方形薄板2的夹持效果。
[0037]有利地，如图2所示，两个纵向夹板120和两个横向夹板110的内侧表面平齐。这样不仅可以进一步提高对方形薄板2的夹持和定位效果，以进一步提高实验数据的准确性，而且可以防止纵向夹板120和横向夹板110发生弯曲，以提高方形薄板单向剪切夹具I的可靠性和稳定性。
[0038]可选地，如图2-图4所示，纵向夹板120的最大厚度小于横向夹板110的最大厚度。这样可以在保证所述夹持边框的结构强度的情况下降低所述夹持边框的材料消耗和重量，以降低方形薄板单向剪切夹具I的成本，进一步便于方形薄板单向剪切夹具I的携带和运输。
[0039]具体地，如图2和图3所示，横向夹板110的外表面设有减耗槽112。这样可以降低横向夹板110的材料消耗和重量，以降低横向夹板110的成本，而且可以便于横向夹板110的携带和运输。
[0040]其中，每个所述边框夹板的相邻紧固孔140之间的距离小于40毫米。具体而言，所述夹持紧固件可以一共为44个。这样可以保证所述边框夹板对方形薄板2的紧固效果，而且可以使方形薄板2受力更加均匀。
[0041]更为具体地，横向夹板110和纵向夹板120的宽度可以为40毫米。
[0042]本领域的技术人员可以理解的是，所述边框夹板的尺寸和铰接孔130以及紧固孔140的位置可以根据方形薄板2的尺寸进行调整。
[0043]具体而言，方形薄板2的边长可以为400mm、厚度小于等于3mm。通过有限元验证，适用于该尺寸的方形薄板单向剪切夹具I在30kN范围内加载不会发生较大变形，保证了实验数据的准确性和可靠性。
[0044]下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切装置。根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切装置包括拉伸设备、方形薄板单向剪切夹具和两个传力连接件3。
[0045]所述方形薄板单向剪切夹具为根据本实用新型上述实施例的方形薄板单向剪切夹具I。每个传力连接件3分别与所述拉伸设备和方形薄板单向剪切夹具I相连，且每个传力连接件3与所述拉伸设备和方形薄板单向剪切夹具I中的至少一个可拆卸地连接，两个传力连接件3分别可转动地连接在每个所述夹持边框的相对的两个拐角处且位于所述夹持边框的同一对角线上。
[0046]通过设置传力连接件3，使传力连接件3分别与所述拉伸设备和所述夹持边框相连，且使传力连接件3与所述夹持边框可转动地相连，可以便于将所述拉伸设备的拉伸力转化为剪力，以提高实验数据的可靠性和准确性。
[0047]根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切装置，通过利用根据本实用新型上述实施例的方形薄板单向剪切夹具I，具有实验数据可靠准确等优点。
[0048]具体地，如图5所示，传力连接件3包括固定部310和连接柱320。固定部310上设有定位槽311，两个所述夹具边框配合在定位槽311内。连接柱320的一端与固定部310相连且另一端与所述拉伸设备相连。由此不仅可以便于传力连接件3与所述拉伸设备相连，而且可以利用定位槽311对方形薄板单向剪切夹具I进行定位，一方面可以便于传力连接件3与所述方形薄板单向剪切夹具I相连，另一方面可以进一步防止拉伸过程中产生分力，从而进一步提尚实验数据的准确性和可靠性。
[0049]可选地，如图5所示，定位槽311的两侧壁上分别设有相对设置的连接孔312，固定部310通过配合在所述连接孔和所述铰接孔内的所述铰接紧固件可拆卸地连接在每个所述夹具边框的拐角处。由此不仅可以实现传力连接件3与方形薄板单向剪切夹具I可转动地相连，而且可以省去单独设置用于连接传力连接件3的紧固件，一方面可以降低成本，另一方面可以便于方形薄板单向剪切装置的装配。
[0050]有利地，定位槽311的两侧壁之间的距离大于或等于两个所述夹具边框的最大厚度与所述方形薄板的厚度之和。由此可以便于将方形薄板单向剪切夹具I和方形薄板2配合在定位槽311内，以便于方形薄板单向剪切装置的装配。
[0051]下面描述根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切装置的安装过程。
[0052]在方形薄板2边缘的与紧固孔140对应的位置钻孔。
[0053]通过所述夹持紧固件将方形薄板2与相对的两个夹持边框固定。
[0054]将所述拉伸设备预留出安装空间，分别在所述拉伸设备的加载端和固定端安装传力连接件3。
[0055]通过位于所述夹持边框其中一条对角线上的两个所述铰接紧固件连接两个传力连接件3以及相邻的纵向夹板120和横向夹板110。
[0056]通过位于所述夹持边框另外一条对角线上的两个所述铰接紧固件连接相邻的横向夹板110和纵向夹板120。
[0057]安装结束，可以通过对所述拉伸设备的加载端加载拉伸力进行试验。
[0058]根据本实用新型实施例的方形薄板单向剪切装置的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0059]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0060]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。在本实用新型的描述中，“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。
[0061]在本实用新型中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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实用新型中的具体含义。
[0062]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0063]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实用新型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。
[0064]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种方形薄板单向剪切夹具，其特征在于，包括: 两个相对设置的夹持边框，每个所述夹持边框包括四个首尾依次铰接的边框夹板，每个所述边框夹板上设有分别位于两端的铰接孔和在两个所述铰接孔之间间隔设置的多个紧固孔，每个所述夹持边框的相邻两个所述边框夹板通过配合在各自铰接孔内的铰接紧固件可拆卸地连接； 多个夹持紧固件，每个所述夹持紧固件分别可拆卸地配合在两个所述夹持边框上相对的紧固孔内以将所述方形薄板夹持在两个所述夹持边框之间。2.根据权利要求1所述的方形薄板单向剪切夹具，其特征在于，每个所述夹持边框的四个边框夹板包括: 两个纵向夹板； 两个横向夹板，每个所述横向夹板的两端分别设有配合槽，两个所述纵向夹板的两端分别配合在对应的所述配合槽内。3.根据权利要求2所述的方形薄板单向剪切夹具，其特征在于，两个所述纵向夹板和两个所述横向夹板的内侧表面平齐。4.根据权利要求2所述的方形薄板单向剪切夹具，其特征在于，所述纵向夹板的最大厚度小于所述横向夹板的最大厚度。5.根据权利要求4所述的方形薄板单向剪切夹具，其特征在于，所述横向夹板的外表面设有减耗槽。6.根据权利要求1所述的方形薄板单向剪切夹具，其特征在于，每个所述边框夹板的相邻所述紧固孔之间的距离小于40毫米。7.一种方形薄板单向剪切装置，其特征在于，包括: 拉伸设备； 方形薄板单向剪切夹具，所述方形薄板单向剪切夹具为根据权利要求1 -6中任一项所述的方形薄板单向剪切夹具； 两个传力连接件，每个所述传力连接件分别与所述拉伸设备和所述方形薄板单向剪切夹具相连，且每个所述传力连接件与所述拉伸设备和所述方形薄板单向剪切夹具中的至少一个可拆卸地连接，两个所述传力连接件分别可转动地连接在每个所述夹持边框的相对的两个拐角处且位于所述夹持边框的同一对角线上。8.根据权利要求7所述的方形薄板单向剪切装置，其特征在于，所述传力连接件包括: 固定部，所述固定部上设有定位槽，两个所述夹具边框配合在所述定位槽内； 连接柱，所述连接柱的一端与所述固定部相连且另一端与所述拉伸设备相连。9.根据权利要求8所述的方形薄板单向剪切装置，其特征在于，所述定位槽的两侧壁上分别设有相对设置的连接孔，所述固定部通过配合在所述连接孔和所述铰接孔内的所述铰接紧固件可拆卸地连接在每个所述夹具边框的拐角处。10.根据权利要求8所述的方形薄板单向剪切装置，其特征在于，所述定位槽的两侧壁之间的距离大于或等于两个所述夹具边框的最大厚度与所述方形薄板的厚度之和。
【文档编号】B23D33/02GK205464557SQ201620045962
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月18日
【发明人】牛莉莎, 苏子牧, 孙丹路, 周川
【申请人】清华大学