一种用于对接壁板强度试验的防失稳装置的制作方法

本发明属于飞机强度试验技术领域，尤其涉及一种用于对接壁板强度试验的防失稳装置。

背景技术：

飞机具有垂尾与平尾，而垂尾与平尾之间的连接壁板是非对称加筋结构，为垂尾与平尾对接后的重要传力结构。由于该结构为扇形非对称结构，载荷方向与后缘条呈一定角度(约38°)，为了使对接壁板的扇形边界支持模拟真实安装状态又能够保证载荷准确施加不因受弯而破坏，因此需要专门设计扇形结构边界支持方式及加载时的防失稳装置。以往对该类型试验防失稳的做法是设计类似刀口结构或滚轮接触试验结构表面，在加载时约束试件的弯曲变形，但对于该试验，由于扇形边界结构处螺栓分布密集、结构加筋及应变计分布较多，试验件变形方向上没有刀口或滚轮的接触空间，因此需要专门设计防失稳装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于对接壁板强度试验的防失稳装置，解决上述问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于对接壁板强度试验的防失稳装置，包括

固定与加载机构，所述固定与加载机构为固定基础，以及提供试验所需的加载动力，所述固定与加载机构与对接壁板固定连接，所述加载动力作用于对接壁板的加载端；

对接壁板固定机构，所述对接壁板固定机构具有与所述对接壁板相匹配的安装接口，并且对接壁板固定机构与所述对接壁板的一端固定、对接壁板的另一端与所述固定与加载机构固定，用于模拟对接壁板安装于平尾处的结 构状态；

对接壁板防失稳机构，所述对接壁板防失稳机构夹持于对接壁板的两侧面且与所述固定与加载机构固定连接，用于防止试验加载时对接壁板的结构变形。

进一步地，所述固定与加载机构包括固定机构和加载机构；其中

固定机构包括压梁和承载立柱，承力立柱固定立于压梁上，压梁又固定置于承力地坪上；

加载机构包括加载作动筒、加载杠杆、拉杆和加载传力机构，加载传力机构一端连接于对接壁板加载端，加载传力机构另一端连接在加载杠杆的中部，加载作动筒与拉杆的一端分别铰接于加载杠杆的两端，且加载作动筒与拉杆的另一端均分别与压梁连接。

进一步地，所述加载传力机构包括加载单耳及加载双耳。

进一步地，还包括测力传感器，设置于所述加载单耳和加载双耳之间，用于测量加载力。

进一步地，所述对接壁板固定机构包括固定板、固定夹具和固定盒段，固定夹具一端通过固定板固定于承力墙，固定夹具另一端的弧形连接端通过固定盒段与对接壁板转接固定。

进一步地，所述固定盒段包括不同形状的盒段单元。

进一步地，对接壁板防失稳机构包括防失稳固定板、防失稳支撑轴和防失稳夹板；防失稳夹板为两块且夹持在对接壁板的两侧，每侧的防失稳夹板通过多个防失稳支撑轴固定至防失稳固定板，防失稳固定板与承载立柱固定。

进一步地，所述对接壁板防失稳机构还包括滚轮和滚轮耳座，所述滚轮为圆环结构且中间通孔设有螺纹，滚轮置与滚轮耳座滚轮槽内，滚轮耳座抵于防失稳夹板表面，在防失稳支撑轴两端设有螺纹且分别与滚轮和防失稳固定板连接，通过调节滚轮实现防失稳支撑轴对防失稳夹板的作用力的大小。

进一步地，每侧的防失稳支撑轴为三个。

进一步地，所述对接壁板防失稳机构还包括木块盒段，所述木块盒段置 于防失稳夹板之间的对接壁板的筋肋空隙中。

本发明的用于对接壁板强度试验的防失稳装置通过固定盒段实现对扇形非对称壁板的末端分段夹持，固定盒段通过螺栓与固定夹具组装，固定夹具通过螺栓与固定板上，在固定于承力墙上实现对接壁板按要求姿态的精确固定。木块盒段内侧与对接壁板表面贴合、外侧安装在防失稳夹板上，夹持在对接壁板两侧面的防失稳夹板通过螺栓组装，外侧通过滚轮接触，将对接壁板加载过程中的变形约束在垂直平面内，防止对接壁板加载过程中的失稳。本发明中的与试件接触的木块盒段即为木质材料。其质地软于对接壁板与防失稳夹板等结构，既能不影响对接壁板的强度和刚度，又避开了应变计和对接壁板表面螺栓。

本发明的用于对接壁板强度试验的防失稳装置能够满足试验所需要求，又结构简单、易于操作、成本低廉。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一实施例的用于对接壁板强度试验的防失稳装置立体图。

图2为本发明一实施例的用于对接壁板强度试验的防失稳装置侧视图。

图3和图4分别为本发明一实施例的对接壁板固定支持状态的两侧视图。

图5和图6为本发明一实施例的对接壁板防失稳状态的两侧视图。

图7为本发明一实施例的防失稳固定板301示意图。

图8为本发明一实施例的固定板201正视图。

图9为本发明一实施例的固定板201俯视图。

图10为本发明一实施例的拉杆105示意图。

图11为本发明一实施例的防失稳夹板303示意图。

图12为本发明一实施例的固定夹具202示意图。

图13中(a)和(b)为本发明一实施例的不同形状的盒段单元204示意 图。

图14中(a)和(b)为本发明一实施例的木块盒段304示意图。

图15为本发明一实施例的滚轮耳座306示意图。

图16为本发明一实施例的滚轮305示意图。

其中

1-固定与加载机构，11-固定结构，12-加载机构，101-压梁，102-承载立柱，103-加载作动筒，104-加载杠杆，105-拉杆，106-加载传力机构，107-加载单耳，108-加载双耳，109-测力传感器；

2-对接壁板固定机构，201-固定板，202-固定夹具，203-固定盒段，204-盒段单元；

3-对接壁板防失稳机构，301-防失稳固定板，302-防失稳支撑轴，303-防失稳夹板，304-木块盒段，305-滚轮，306-滚轮耳座；

4-承力地坪，5-承力墙，6-对接壁板。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例型的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。

如图1所示，本发明的用于对接壁板强度试验的防失稳装置包括固定与加载机构1、对接壁板固定机构2和对接壁板防失稳机构3；固定与加载机构1为固定基础，以及提供试验所需的加载动力，固定与加载机构1与对接壁板6固定连接，加载动力作用于对接壁板6的加载端(如图3或图4所示的圆形通孔部位)；对接壁板固定机构2具有与对接壁板6相匹配的安装接口，安装接口为扇形结构，并且对接壁板固定机构2与对接壁板6的安装接口端固定、对接壁板6的另一端与固定与加载机构1固定，用于模拟对接壁板6安装于平尾处的结构状态；对接壁板防失稳机构3夹持于对接壁板6的两侧面且与固定与加载机构1固定连接，用于防止试验加载时对接壁板6的结构变形，即防失稳。

如图1及图2所示，固定与加载机构1包括固定机构11和加载机构12；其中，固定机构11包括压梁101和承载立柱102，压梁101和承力立柱102构成承力框架固定置于承力地坪4上；加载机构12包括加载作动筒103、加载杠杆104、拉杆105和加载传力机构106，加载传力机构106一端连接于对接壁板6加载端，加载传力机构106另一端连接在加载杠杆104的中部，加载作动筒103与拉杆105的一端分别铰接于加载杠杆104的两端，且加载作动筒103与拉杆105的另一端均分别与压梁101连接。如图10所示为加载杠杆104结构的示意图，加载作动筒103连接在图的左端，拉杆105连接在图示的右端，中间部分反向连接加载传力机构106。加载杠杆104中间部位为加载合力点，载荷方向沿垂向向下，载荷大小通过测力传感器109控制。

如图3所示，加载传力机构106包括加载单耳107及加载双耳108。此外，加载机构12中还包括测力传感器109，设置于加载单耳107和加载双耳108之间，用于测量加载力。

如图4所示，对接壁板固定机构2包括固定板201、固定夹具202和固定盒段203，固定夹具201一端通过固定板201固定于承力墙5，固定夹具202 另一端的弧形连接端通过固定盒段203与对接壁板6转接固定。其中，固定板201结构如图8和图9所示，固定板201上外围的几个通孔是用于通过螺栓安装在承力墙5上，中间部位的通孔部分是与固定夹具202连接所用。固定夹具202的结构如图12所示，图上三段部分为与对接壁板6连接的一端，与固定盒段203一起组装使用组成安装接口，相互之间通过螺栓穿过图中的多个通孔进行连接。

如图13及图3、图4所示，固定盒段203包括不同形状的盒段单元204，在图中13在仅示意了给出了两个不同形状的盒段单元204，由于图3所示的为对接壁板6的加筋的一面，故在如图3中盒段单元为便多个，如中间部分较大的、两端部分约呈三角形的、以及靠近与前两者两链接的盒段单元，图4所示的为对接壁板6的无加筋的一面，所以较为平滑，故此面盒段单元204较少。

如图5和图6所示，对接壁板防失稳机构3包括防失稳固定板301、防失稳支撑轴302和防失稳夹板303；防失稳夹板303为两块且夹持在对接壁板6的两侧，每侧的防失稳夹板303通过多个防失稳支撑轴302固定至防失稳固定板301，防失稳固定板301与承载立柱102固定。

如图7所示为防失稳固定板301的示意图，图中具有三个防失稳支撑轴302的安装座，每个安装座内连接一根防失稳支撑302，故每侧的防失稳支撑轴302也就是三个，安装座内也设有螺纹，与防失稳支撑轴302的末端螺纹相匹配。

如图11所示为防失稳夹板303结构示意图，防失稳夹板303大致为梯形，相对于对接壁板6的扇形的一部分，防失稳夹板303上有许多连接孔，或用于连接木块盒段304，或用于使防失稳支撑轴穿过。

此外，对接壁板防失稳机构3还包括滚轮305和滚轮耳座306，滚轮305为圆环结构且中间通孔设有螺纹，滚轮305置与滚轮耳座306滚轮槽内，滚轮耳座306抵于防失稳夹板303表面，在防失稳支撑轴302两端设有螺纹且分别与滚轮305和防失稳固定板301连接，通过调节滚轮305实现防失稳支 撑轴302对防失稳夹板303的作用力的大小。如图15所示的滚轮耳座及图16所示的滚轮，滚轮305安装在滚轮耳座306的安装槽内，滚轮耳座306上与安装滚轮后相平行的两侧面抵于防失稳夹板303上，防失稳支撑轴302穿过滚轮305中间的螺纹孔，通过调节滚轮305实现防失稳支撑轴302的伸缩，进而实现调节防失稳支撑轴302对防失稳夹板303的作用力的大小。

此外，对接壁板防失稳机构3还包括木块盒段304，木块盒段304置于防失稳夹板303之间的对接壁板的筋肋空隙中，木块盒段304结构参照图14中(a)和(b)所示，其中平滑一面(即如图14-a所示的一面)与防失稳夹板303贴合，具有不规则的一面(即如图14-b所示的一面)是按照对接壁板6的筋肋走向以及为了避开穿过连接木块盒段与防失稳夹板的螺栓所形成的。

下面对本发明的用于对接壁板强度试验的防失稳装置工作过程或原理做进一步详细说明：

进行垂尾壁板平尾对接处结构选型试验时，试验件由委托方提供，试验件即为对接壁板6。对接壁板6扇形端部用固定盒段203通过螺栓连接于固定夹具202上，固定夹具202通过螺栓与固定板201组装，固定板201再通过承力墙螺栓安装于承力墙5上，实现对接壁板6的安装与固定。

加载杠杆104一端通过拉杆105连接于压梁101上，另一端通过加载作动筒103进行载荷输出，加载杠杆104中间部位为加载合力点，载荷通过加载单双耳及测力传感器109传递到对接壁板6的加载端，载荷方向沿垂向向下(即加载作动筒103做出的是拉的动作)，载荷大小通过测力传感器109控制，此加载方法合理避免了对接壁板6与众多夹具之间的干涉，又实现了载荷的准确施加。

另外，还设计包括了木块盒段304，对接壁板6两侧的木块盒段304内侧均按照与对接壁板6贴合进行外形加工，并避开安装于此处的应变计和对接壁板6的安装螺栓，外侧通过螺栓与两侧防失稳夹板303上，两侧防失稳夹板303通过连接螺栓进行安装，形成一个能够防止对接壁板6加载过程失稳又不影响结构强度的防失稳装置，在两侧防失稳夹板303的外表面分别布置 三个滚轮305，将试件的变形约束在垂直平面内。

本发明的用于对接壁板强度试验的防失稳装置通过固定盒段203实现对扇形非对称壁板的末端分段夹持，固定盒段203通过螺栓与固定夹具202组装，固定夹具202通过螺栓与固定板201上，在固定于承力墙上实现对接壁板按要求姿态的精确固定。木块盒段304内侧与对接壁板表面贴合、外侧安装在防失稳夹板303上，夹持在对接壁板两侧面的防失稳夹板303通过螺栓组装，外侧通过滚轮305接触，将对接壁板6加载过程中的变形约束在垂直平面内，防止对接壁板加载过程中的失稳。本发明中的与试件接触的木块盒段即为木质材料。其质地软于对接壁板6与防失稳夹板303等结构，既能不影响对接壁板6的强度和刚度，又避开了应变计和对接壁板6表面螺栓。

本发明的用于对接壁板强度试验的防失稳装置能够满足试验所需要求，又结构简单、易于操作、成本低廉。

以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。