专利名称：一种复合材料桁架扭转实验装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种扭转实验装置及方法，具体涉及一种复合材料桁架扭转实验装置及方法。
背景技术：
复合材料具有比强度高、比模量大、热稳定性好、性能可设计等优势。桁架式结构质量轻、灵活易拆装，可根据需要进行结构调整以适应不同的载荷布局，具有较高效率，已获得广泛使用。目前，复合材料桁架结构成为航空航天等多领域大量使用的结构形式，并且具有进一步的发展潜力。扭转是复合材料桁架的基本受载工况，但由于理论局限以及复合材料制备过程中的相关工艺问题，对复合材料桁架的扭转性能预报还存在一些问题，因此实验手段必不可少。
目前，复合材料桁架扭转实验装置及方法鲜有文献报道。发明内容
本发明为解决目前还没有可以进行复合材料桁架扭转实验的装置及方法的问题，进而提出一种复合材料桁架扭转实验装置及方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括底座、桁架试件支撑座、扭转轴支撑座、扭转轴、加载力臂法兰盘、加载力臂、第一三角连接板、第二三角连接板、悬挂重物、第一位移测量器和第二位移测量器，底座上表面的中部沿长度方向设有滑槽，桁架试件支撑座和扭转轴支撑座并排设置在底座上表面的滑槽中，桁架试件的一端通过第一三角连接板与桁架试件支撑座连接，桁架试件的另一端通过第二三角连接板与扭转轴的一端连接，扭转轴安装在扭转轴支撑座上，扭转轴的另一端通过加载力臂法兰盘与加载力臂的一端连接，悬挂重物通过挂钩与加载力臂的另一端连接，第一位移测量器的测头与第一三角连接板的一侧接触，且第一位移测量器的测头的轴线水平指向第一三角连接板的几何中心，第二位移测量器的测头与第二三角连接板的一侧接触，且第二位移测量器的测头的轴线水平指向第二三角连接板的几何中心。
本发明所述实验方法的具体步骤如下:
步骤一、将底座水平放置，将桁架试件支撑座和扭转轴支撑座安装在底座上表面的滑槽中；
步骤二、将桁架试件两端弦杆端部擦净，打磨弦杆端部并在弦杆端部均匀涂覆常温固化树脂胶粘剂，然后将弦杆端部插入法兰中，将桁架试件的一端与第一三角连接板连接，将桁架试件的另一端与第二三角连接板连接，第二三角连接板与扭转轴支撑座上的扭转轴的一端连接，扭转轴的另一端通过加载力臂法兰盘与加载力臂的一端连接，通过螺栓将桁架试件支撑座与扭转轴支撑座固定在底座上，将第一三角连接板与桁架试件支撑座固定;
步骤三、调整并固定第一位移测量器和第二位移测量器，使第一位移测量器的测头的轴线水平指向第一三角连接板的几何中心，第二位移测量器的测头的轴线水平指向第二三角连接板的几何中心；
步骤四、通过加载力臂另一端的悬挂重物带动扭转轴转动；
步骤五、计算桁架试件的扭转角与扭转刚度:
权利要求
1.一种复合材料桁架扭转实验装置，其特征在于:所述一种复合材料桁架扭转实验装置包括底座(I)、桁架试件支撑座(2)、扭转轴支撑座(3)、扭转轴(4)、加载力臂法兰盘(5)、加载力臂出)、第一三角连接板(7)、第二三角连接板(8)、悬挂重物(9)、第一位移测量器(11)和第二位移测量器(12)，底座(I)上表面的中部沿长度方向设有滑槽(1-1)，桁架试件支撑座(2)和扭转轴支撑座(3)并排设置在底座(I)上表面的滑槽(1-1)中，桁架试件(10)的一端通过第一三角连接板(7)与桁架试件支撑座(2)连接，桁架试件(10)的另一端通过第二三角连接板(8)与扭转轴(4)的一端连接，扭转轴(4)安装在扭转轴支撑座(3)上，扭转轴(4)的另一端通过加载力臂法兰盘(5)与加载力臂￠)的一端连接，悬挂重物(9)通过挂钩与加载力臂￠)的另一端连接，第一位移测量器(11)的测头与第一三角连接板(7)的一侧接触，且第一位移测量器(11)的测头的轴线水平指向第一三角连接板(7)的几何中心，第二位移 测量器(12)的测头与第二三角连接板(8)的一侧接触，且第二位移测量器(12)的测头的轴线水平指向第二三角连接板(8)的几何中心。
2.根据权利要求1所述一种复合材料桁架扭转实验装置，其特征在于:底座(I)上表面沿滑槽(1-1)对称设有两排螺栓孔(1-2)。
3.根据权利要求1所述一种复合材料桁架扭转实验装置，其特征在于:桁架试件支撑座(2)包括底板(2-1)、立板(2-2)和两个加强筋板(2-3)，立板(2-2)竖直设置在底板(2-1)上，两个加强筋板(2-3)并排平行设置在立板(2-2)的一侧。
4.根据权利要求1所述一种复合材料桁架扭转实验装置，其特征在于:加载力臂(6)的另一端沿加载力臂(6)长度方向设有一排扭矩调整孔(6-1)。
5.根据权利要求1、2、3或4所述一种复合材料桁架扭转实验装置，其特征在于:所述一种复合材料桁架扭转实验装置还包括四个辅助支脚(13)，四个辅助支脚(13)均布设置在底座⑴两端的外侧。
6.一种利用权利要求1所述装置进行复合材料桁架扭转实验的方法，其特征在于:所述一种复合材料桁架扭转实验的方法的具体步骤如下: 步骤一、将底座(I)水平放置，将桁架试件支撑座(2)和扭转轴支撑座(3)安装在底座(I)上表面的滑槽(1-1)中； 步骤二、将桁架试件(10)两端弦杆端部擦净，打磨弦杆端部并在弦杆端部均匀涂覆常温固化树脂胶粘剂，然后将弦杆端部插入法兰中，将桁架试件(10)的一端与第一三角连接板(7)连接，将桁架试件(10)的另一端与第二三角连接板(8)连接，第二三角连接板(8)与扭转轴支撑座(3)上的扭转轴(4)的一端连接，扭转轴(4)的另一端通过加载力臂法兰盘(5)与加载力臂￠)的一端连接，通过螺栓将桁架试件支撑座(2)与扭转轴支撑座(3)固定在底座(I)上，将第一三角连接板(7)与桁架试件支撑座(2)固定； 步骤三、调整并固定第一位移测量器(11)和第二位移测量器(12)，使第一位移测量器(11)的测头的轴线水平指向第一三角连接板(7)的几何中心，第二位移测量器(12)的测头的轴线水平指向第二三角连接板(8)的几何中心； 步骤四、通过加载力臂(6)另一端的悬挂重物(9)带动扭转轴(4)转动； 步骤五、计算桁架试件(10)的扭转角与扭转刚度:
全文摘要
一种复合材料桁架扭转实验装置及方法，它涉及一种扭转实验装置及方法，具体涉及一种复合材料桁架扭转实验装置及方法。本发明为了解决目前还没有可以进行复合材料桁架扭转实验的装置及方法的问题。本发明的底座上表面的中部沿长度方向设有滑槽，桁架试件支撑座和扭转轴支撑座并排设置在底座上表面的滑槽中，桁架试件的一端通过第一三角连接板与桁架试件支撑座连接，桁架试件的另一端通过第二三角连接板与扭转轴的一端连接，扭转轴安装在扭转轴支撑座上，扭转轴的另一端通过加载力臂法兰盘与加载力臂的一端连接，悬挂重物通过挂钩与加载力臂的另一端连接，第一位移测量器的测头与第一三角连接板的一侧接触。本发明用于复合材料桁架扭转实验。
文档编号G01M99/00GK103196694SQ201310148290
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者谭惠丰, 熊波, 罗锡林 申请人:哈尔滨工业大学