加筋板剪切实验加载装置的制作方法

本发明涉及一种加筋板剪切实验加载装置，属于航空加筋板承载实验技术领域。

背景技术：

航空加筋板结构在实际承载过程中经常受到剪切载荷的作用，在剪切载荷作用下加筋板结构会出现局部屈曲失稳现象，研究表明加筋板结构在屈曲失稳后仍具有很强的后屈曲承载能力。为了结构的安全使用同时充分利用材料的后屈曲承载能力，经常需要对加筋板进行剪切承载能力测试实验。

目前测定加筋板剪切承载能力所用夹具主要以传统的四连杆机构所构成的画框式夹具为基础，通过在对角线两端施加单轴拉伸载荷近似测试结构在剪切载荷作用下的承载能力。但是，利用这种夹具测试加筋板结构的极限剪切承载能力时存在两个问题，（1）整个夹具应力非均匀分布，夹具在靠近加载端部应力比较大，远离加载端的应力比较小。（2）实验件在靠近加载端产生很大的变形，由于应力集中作用将使结构提早破坏。因此采用传统夹具测得的结构的极限承载能力存在一定误差，且结构的变形模式与实际的变形模式相差很大。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种加筋板剪切实验加载装置，在加载过程中对加筋板四周加持段中部施加剪切力，剪切力经过小区域过渡后在试件四周呈均匀分布，试件受力状态非常接近纯剪切应力状态，有效的解决了加持段受力不均匀的问题。

本发明采用的技术方案是：一种加筋板剪切实验加载装置，它包括两个第一拉板、两个第二拉板、一个第一加载耳叉和一个第二加载耳叉，它还包括两个第一滑轨、两个第二滑轨、四个滑块结构和八个加强板；所述第一拉板与第二拉板、第一滑轨与第二滑轨的尺寸相同；所述第一加载耳叉采用一个第一销轴螺栓与两个第一拉板的一端铰链连接，第二加载耳叉采用另一个第一销轴螺栓与两个第二拉板的一端铰链连接；所述两个第一拉板另一端的上方和两个第二拉板另一端的上方采用四个第二销轴螺栓铰链连接互相垂直交叉的上一组第一滑轨和第二滑轨，上一组第一滑轨和第二滑轨的中间位置采用上销轴铰链连接；所述两个第一拉板另一端的下方和两个第二拉板另一端的下方采用所述四个第二销轴螺栓铰链连接互相垂直交叉的下一组第一滑轨和第二滑轨，下一组第一滑轨和第二滑轨的中间位置采用下销轴铰链连接；所述滑块结构两端的方形滑块与第一滑轨的第一滑道和第二滑轨的第二滑道相配合；所述八个加强板通过多个螺栓分别夹装在航空加筋板四周的上下两面上，所述滑块结构的中间杆穿过夹装在航空加筋板上的加强板的中间位置，滑块结构两端的方形滑块置于第一滑轨的第一滑道和第二滑轨的第二滑道中，在对第一加载耳叉和第二加载耳叉加载f力时，f力的分力通过第一拉板、第二拉板、传递到位于第一滑轨的第一滑道和第二滑轨的第二滑道中四个滑块结构上，四个滑块结构通过夹装在航空加筋板上的加强板对航空加筋板的四周加载纯剪切力。

所述滑块结构采用一个两端带螺纹的中间杆和两个带螺纹孔的方形滑块，方形滑块靠螺纹固定连接在中间杆的两端。

所述加强板每两个通过32个螺栓夹装在航空加筋板一边的上下两面上。

所述第一销轴螺栓和第二销轴螺栓的一端设有螺母。

本发明的有益效果是：这种加筋板剪切实验加载装置采用加载耳叉与拉板铰链连接，拉板另一端铰链连接互相垂直交叉的滑轨，在互相垂直交叉的滑轨的中间位置采用销轴铰链连接，滑块结构两端的方形滑块与滑轨的滑道相配合。在对加载耳叉加载f力时，f力的分力传递给拉板，使拉板拉动滑轨绕销轴转动，滑轨内侧轨道对滑块结构上下两侧的立方体施加平行于拉板方向的力。在加载过程中对加筋板四周加持段中部施加剪切力，剪切力经过小区域过渡后在试件四周呈均匀分布，试件受力状态非常接近纯剪切应力状态，有效的解决了加持段受力不均匀的问题。该力作为加筋板结构的剪切力施加在试件中部，根据有限元计算及材料力学圣维南原理、纯剪切应力状态理论，在试件有效变形区域的四周将分布均匀的剪切力，使结构产生剪切变形。

附图说明

图1是一种加筋板剪切实验加载装置的结构立体图。

图2是一种加筋板剪切实验加载装置的结构俯视图。

图3是航空加筋板试件。

图4是单个滑块结构与试件加载区域装配示意图。

图5是四个滑块结构与试件加载区域装配示意图。

图6是滑块结构与下侧滑轨以及拉板装配示意图。

图7是下侧滑轨与试件其中一边装配示意图。

图8是下侧滑轨与实验件及拉板装配示意图

图中：1、第一拉板，1a、第二拉板，2、第一加载耳叉，2a、第二加载耳叉，3、第一滑轨，3a、第一滑道，4、第二滑轨，4a、第二滑道，5、滑块结构，6、航空加筋板，7、加强板，8、第一销轴螺栓，8a、第二销轴螺栓，9、上销轴，9a、下销轴。

具体实施方式

以下参考附图对本发明专利的系统做进一步描述。

图1、2、4、5、6、7、8示出了一种加筋板剪切实验加载装置的结构图。图中，这种加筋板剪切实验加载装置包括两个第一拉板1、两个第二拉板1a、一个第一加载耳叉2、一个第二加载耳叉2a、两个第一滑轨3、两个第二滑轨4、四个滑块结构5和八个加强板7，第一拉板1与第二拉板1a、第一滑轨3与第二滑轨4的尺寸相同。

第一加载耳叉2采用一个第一销轴螺栓8与两个第一拉板1的一端铰链连接，第二加载耳叉2a采用另一个第一销轴螺栓8与两个第二拉板1a的一端铰链连接。两个第一拉板1另一端的上方和两个第二拉板1a另一端的上方采用四个第二销轴螺栓8a铰链连接互相垂直交叉的上一组第一滑轨3和第二滑轨4，上一组第一滑轨3和第二滑轨4的中间位置采用上销轴9铰链连接。两个第一拉板1另一端的下方和两个第二拉板1a另一端的下方采用所述四个第二销轴螺栓8a铰链连接互相垂直交叉的下一组第一滑轨3和第二滑轨4，下一组第一滑轨3和第二滑轨4的中间位置采用下销轴9a铰链连接。第一销轴螺栓8和第二销轴螺栓8a的一端设有螺母。

滑块结构5采用一个两端带螺纹的中间杆和两个带螺纹孔的方形滑块，方形滑块靠螺纹固定连接在中间杆的两端。滑块结构5两端的方形滑块与第一滑轨3的第一滑道3a和第二滑轨4的第二滑道4a相配合。八个加强板7每两个通过32个螺栓分别夹装在航空加筋板6四周的上下两面上。

滑块结构5两端的方形滑块置于第一滑轨3的第一滑道3a和第二滑轨4的第二滑道4a中，在对第一加载耳叉2和第二加载耳叉2a加载f力时，f力的分力通过第一拉板1、第二拉板1a、传递到位于第一滑轨3的第一滑道3a和第二滑轨4的第二滑道4a中四个滑块结构5上，四个滑块结构5通过夹装在航空加筋板6上的加强板8对航空加筋板6的四周加载纯剪切力。

采用上述的技术方案，在对加载耳叉施加拉伸的过程中，拉力传递给拉板，使拉板拉动滑轨绕销轴转动，滑轨内侧轨道对滑块结构的上下两个立方体施加平行于拉板方向的力，该力作为加筋板结构的剪切力施加在试件中部，根据有限元计算结果及材料力学圣维南原理、纯剪切应力状态理论。在试件有效变形区域的四周将分布均匀的剪切力，使结构产生剪切变形。将更加准确的测试加筋结构的极限承载能力。

技术特征：

技术总结
一种加筋板剪切实验加载装置，属于航空加筋板承载实验技术领域。这种加载装置采用加载耳叉与拉板铰链连接，拉板另一端铰链连接互相垂直交叉的滑轨，在互相垂直交叉的滑轨的中间位置采用销轴铰链连接，滑块结构两端的方形滑块与滑轨的滑道相配合。在对加载耳叉加载F力时，F力的分力传递给拉板，使拉板拉动滑轨绕销轴转动，滑轨内侧轨道对滑块结构上下两侧的立方体施加平行于拉板方向的力。在加载过程中对加筋板四周加持段中部施加剪切力，剪切力经过小区域过渡后在试件四周呈均匀分布，试件受力状态非常接近纯剪切应力状态，有效的解决了加持段受力不均匀的问题。

技术研发人员：白瑞祥;王大维;雷振坤;郭振飞;田辰光
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2017.05.11
技术公布日：2017.08.11