一种测试飞机升降舵梁R区层间强度的试验夹具及方法与流程

本发明属于材料性能试验，尤其涉及一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具及方法。

背景技术：

1、复合材料具有比强度高、比刚度大、可设计强、抗疲劳等优点，其已广泛应用于航空领域。对于现代民用飞机设计，为了满足减重需求，复合材料在飞机上的应用占比也是越来越高。而随着复合材料设计和制造技术的发展，复合材料层间强度低的问题也逐渐暴露出来。复合材料结构的破坏过程复杂，而层间分层是一种常见的破坏形式。

2、某型飞机升降舵梁结构采用复合材料设计(如图1所示)，在服役过程中，缘条r区(图1中三处画圈标识处)承受了较大的弯曲载荷容易造成分层破坏，成为了结构的薄弱位置。在飞机结构强度验证要求愈发严苛的背景下，复合材料强度设计和试验验证过程中，需要尽可能真实地模拟梁缘条r区的载荷位移边界条件。

3、以往测试聚合物基复合材料曲梁强度的试验方法参照了astm d6415/d6415m、hb8623。该试验方法仅针对标准构型试验件的曲梁强度测试，且其不能真实地模拟r区的载荷和位移边界条件，制约了梁缘条r区层间强度测试的有效性。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题：本发明的目的是提供一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具及方法，该试验夹具可以针对舵面梁缘条不同的r区构型进行层间强度测试，能够真实地模拟其载荷和位移边界条件，该试验夹具安装简便，测试方法简单。

2、本发明的技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具，所述试验夹具包括：支撑板3、试验件1、压头2、螺栓4、螺母5和垫片6；

4、所述支撑板3为由底板和侧板组成的l型支撑结构；

5、所述试验件1为根据待测舵面梁缘条r区的实际结构制作而成；待测舵面梁缘条r区是指待测舵面梁缘条与其他部件连接的弯折区域；

6、所述试验件1的一端通过螺栓4、螺母5和垫片6固定连接在支撑板3的侧板上；

7、所述压头3夹持在试验机上的夹头中，用于对试验件1的另一端施加压缩载荷。

8、进一步的，根据舵面梁缘条实际的机械连接方式，在支撑板3侧板上和试验件1规定位置配孔，将配好孔的支撑板侧板和试验件用螺栓4、螺母5和垫片6连接在一起。

9、进一步的，所述支撑板3水平放置在压缩平台上，使试验件1水平边线与压头2压线垂直。

10、进一步的，所述压头2与试验件1接触的一端为锥体，使得压头2与试验件1为线接触。

11、第二方面，本发明实施例还提供一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验方法，所述试验方法包括：

12、第一步：根据舵面梁缘条的实际机械连接方式，完成支撑板侧板和试验件的配孔；

13、第二步：将支撑板和试验件通过螺栓连接在一起；

14、第三步：将压头夹持在试验机夹头中，将支撑板水平放置在压缩平台上，使试验件水平边线与压头压线垂直；

15、第四步：调整合适的力臂l，通过试验机带动压头为试验件施加压缩载荷，获得试验件的载荷-位移曲线，得到r区层间强度。

16、进一步的，第四步中，调整合适的力臂l，具体为：

17、根据r区结构的厚度和刚度进行调整，使试验件r区在一定位移下能够发生破损；若试验件r区在压缩时未发生破损，需要将力臂l调小。

18、进一步的，第四步中，当试验件出现破损时，得到梁缘条r区的载荷位移边界条件。

19、进一步的，所述支撑板3采用弓形夹或者限位块固定在压缩平台上。

20、现有技术相比具有的优点或积极效果，可以真实模拟舵面梁缘条r区的载荷位移边界条件；实现多种构型聚合物基复合材料r区层间强度的测试；安装方法简单快捷，测试方法简易精确。

技术特征：

1.一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具，其特征在于，所述试验夹具包括：支撑板(3)、试验件(1)、压头(2)、螺栓(4)、螺母(5)和垫片(6)；

2.根据权利要求1所述的一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具，其特征在于，根据舵面梁缘条实际的机械连接方式，在支撑板(3)侧板上和试验件(1)规定位置配孔，将配好孔的支撑板侧板和试验件用螺栓(4)、螺母(5)和垫片(6)连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具，其特征在于，所述支撑板(3)水平放置在压缩平台上，使试验件(1)水平边线与压头(2)压线垂直。

4.根据权利要求1所述的一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具，其特征在于，所述压头(2)与试验件(1)接触的一端为锥体，使得压头(2)与试验件(1)为线接触。

5.一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验方法，所述方法采用如权利要求1-4中任一项所述的试验夹具实现，其特征在于，所述试验方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验方法，其特征在于，第四步中，调整合适的力臂l，具体为：

7.根据权利要求5所述的一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验方法，其特征在于，第四步中，当试验件出现破损时，得到梁缘条r区的载荷位移边界条件。

8.根据权利要求1所述的一种测试飞机升降舵梁r区层间强度的试验夹具，其特征在于，所述支撑板3采用弓形夹或者限位块固定在压缩平台上。

技术总结
本发明属于材料性能试验技术领域，尤其涉及一种测试飞机升降舵梁R区层间强度的试验夹具及方法，包括：支撑板3、试验件1、压头2、螺栓4、螺母5和垫片6；所述支撑板3为由底板和侧板组成的L型支撑结构；所述试验件1为根据待测舵面梁缘条R区的实际结构制作而成；待测舵面梁缘条R区是指待测舵面梁缘条与其他部件连接的弯折区域；所述试验件1的一端通过螺栓4、螺母5和垫片6固定连接在支撑板3的侧板上；所述压头3夹持在试验机上的夹头中，用于对试验件1的另一端施加压缩载荷，能够真实地模拟其载荷和位移边界条件，该试验夹具安装简便，测试方法简单。

技术研发人员：唐昆,黄光启,屈孙涛,赵劲涛,李磊
受保护的技术使用者：中国飞机强度研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12