一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具制造技术

本发明专利技术公开了一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，本发明专利技术能够针对不同厚度的各类薄板试件进行各种环境下的压缩屈曲试验，通过调节楔形块的位置可以轻松实现不同厚度薄板试件的装夹，且通过楔形块与薄板试件加持部分面与面接触进行加紧保证了薄板试件受力均匀，由于楔形块的特殊形状在试验加载过程中可以起到很好的锁死效果，不宜发生滑脱卸力等现象，在上下夹头两侧分布一对导柱结构，用于定位和导向，一个直线轴承相当于一个转动副限制了空间四个自由度，两个直线轴承配合使用即限制了结构空间位置的五个自由度。本发明专利技术方便快捷，适用性广，具有良好的定位和导向作用，可以提高试验效率，减小试验误差。

An Adjustable Test Fixture for Compressive Buckling of Thin Plate Structure

The invention discloses an adjustable compression buckling test fixture for thin plate structure, which can carry out compression buckling tests under various environments for various thin plate specimens of different thickness. By adjusting the position of wedge blocks, the clamping of thin plate specimens of different thickness can be easily realized, and the thin plate specimens can be tightened by holding part-face contact between wedge blocks and thin plate specimens to ensure that the thin plate specimens are tightened. Because the special shape of the wedge block can play a good locking effect in the loading process, it is not suitable for slipping and unloading. A pair of guide pillars are distributed on both sides of the upper and lower chucks for positioning and guiding. A linear bearing is equivalent to a pair of rotating pairs, which limits four degrees of freedom in space. The coordinated use of two linear bearings limits the spatial position of the structure. Five degrees of freedom. The invention has the advantages of convenience, rapidity, wide applicability, good positioning and guiding function, can improve test efficiency and reduce test error.

【技术实现步骤摘要】
一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具
本专利技术涉及一种薄板结构试件压缩屈曲试验夹具，属于宏观力学性能测试
技术背景薄板结构广泛应用于航空航天、车辆工程、土木建筑、船舶及化工等工程领域。在工程实际应用中，由于薄板结构特殊的外形尺寸，其在外载荷的作用下最常见的失效形式为屈曲失稳，并且薄板结构的屈曲失效具有突然性，其失效造成的损失往往比强度失效更大。薄板结构的屈曲失效一直是结构领域研究的热点问题，提高薄板结构的抗屈曲破坏能力、减轻结构重量、改进结构设计等对于结构安全评估具有重要的经济和现实意义。随着科学技术的不断发展，薄板结构的使用材料也向着多元化发展，从原始的铝合金材料到现在被广泛使用的先进复合材料，其力学性能也发生的巨大变化，并且对于实际结构，由于制造工艺、外界影响，实际需求等因素，往往会在薄板结构上开孔或局部受热等产生几何或其他某种缺陷，缺陷的存在尤其是对这种薄壁结构的力学性能影响极为敏感。因此对各种薄板结构或各种环境下的薄板结构进行力学性能试验测试显得尤为重要，对薄板结构进行压缩屈曲试验又是测试其力学性能中最重要的一部分。本专利技术作为夹具主要用在力学万能试验机或加载车等加载设备上实现压缩屈曲试验时薄板结构的装夹，目前常见的薄板结构夹具能够实现装夹试件的目的，但是看似结构简单但使用起来并不便捷。以平行夹板式薄板夹具为例，从试验准备到试验结束全过程有以下几点缺点:第一，试验前需要人工手动调整试验机及上下夹具，需操作人员目测来调节夹具位置使其上下夹具平行对中，这种方式平行对中误差较大，夹具位置直接影响试验的结果和精度，甚至会改变试验性质，尤其是薄壁结构试件影响显著；第二，在夹紧试件时通常采用拧螺钉的方式，靠几个螺钉进行紧固加紧，这种方式既需要正确的拧螺钉顺序和方式也需要适当的拧螺钉力度，才能尽可能的保证加持部分受力均匀、不偏斜，总之这种加紧试件的方式会导致试件受力不均匀，出现试件整体偏心和弯扭，造成在试验过程中试件提早发生坍塌，最终导致试验具有较大误差；第三,在这种夹具加持下，试验加载过程中可能会出现滑动、卸力等问题，影响试验的顺利进行。在深度分析现有薄板结构夹具的优缺点后，本专利技术设计了一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，本设计夹具可以满足不同厚度薄板试件的装夹需求，还可实现薄板垂直准确定位，垂直定向压缩，加载边缘受力均匀，装夹紧固等功能，该夹具结构简单可靠，加工成本低，装夹方便快捷，可以有效提高薄板结构压缩屈曲试验的效率和准确度。
技术实现思路
本专利技术是一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，其目的在于在进行各种薄板结构或各种环境下薄板结构进行压缩屈曲力学性能试验测试时提供一个可调节薄板装夹厚度，安全可靠的薄板结构试验夹具，该夹具可与力学万能试验试验机或其他加载设备配合使用，能够针对不同厚度的各类薄板试件进行各种环境下的压缩屈曲试验，通过调节楔形块的位置可以轻松实现不同厚度薄板试件的装夹，且通过楔形块与薄板试件加持部分面与面接触进行加紧保证了薄板试件受力均匀，由于楔形块的特殊形状在试验加载过程中可以起到很好的锁死效果，越压越紧，不宜发生滑脱卸力等现象，其次在上下夹头两侧分布一对导柱结构，用于定位和导向，一个直线轴承相当于一个转动副限制了空间四个自由度，两个直线轴承配合使用即限制了结构空间位置的五个自由度，在起到定位作用的同时起到了极好的压缩导向作用，使上夹头在外载荷作用下只能朝一个方向即压缩方向进行移动加载，防止了偏心、偏斜的显现发生，提高了试验的效率和准确性。本专利技术的一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，方便快捷，适用性广，具有良好的定位和导向作用，可以提高试验效率，减小试验误差。本专利技术采用的技术方案为一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，该夹具由上夹头组件、下夹头组件和导向定位组件组成，所述上夹头组件和下夹头组件除上夹头主体(8)和下夹头主体(2)以及上连接轴(6)和下连接轴(1)外，由相同的其他部件组成，其他部件包括垫板(10)、楔形块(3)和六角螺栓(5)。导向定位组件由直线轴承(7)和导向杆(9)组成；所述上夹头主体(8)的两侧分别设有圆通孔a，每个圆通孔a均与直线轴承(7)配合，上夹头主体(8)上还设有两个U型通孔b，以及一个螺纹盲孔c；螺纹盲孔c与上连接轴(6)配合。所述下夹头主体(2)的两侧分别设有两个螺纹盲孔d，每个螺纹盲孔d与导向杆(9)配合，下夹头主体(2)上还设有两个U型通孔b，以及一个螺纹盲孔e；螺纹盲孔e与下连接轴(1)配合。所述楔形块(3)上设有两个圆通孔f，采用对称分布方式布置，楔形块(3)上的圆通孔f和上夹头主体(8)和下夹头主体(2)上的U型通孔b通过螺栓(5)连接，使楔形块(3)与上夹头主体(8)，楔形块(3)和下夹头主体(2)连接固定；上连接轴(6)和下连接轴(1)两端自带螺纹，分别与上夹头主体(8)和下夹头主体(2)以及万能试验机或者加载平台连接；所述导向杆(9)一端设有螺纹与下夹头主体(2)的螺纹盲孔d配合连接固定。所述上连接轴(6)和下连接轴(1)与力学万能试验机压头或加载装置相匹配。所述垫板(10)与上夹头主体(8)和下夹头主体(2)相匹配，其长度与高度与夹头主体上槽尺寸相同，其厚度根据试件厚度、上夹头主体(8)和下夹头主体(2)的上槽宽度等实际情况选用。所述导向杆(9)和直线轴承(7)相匹配，直线轴承(7)和上夹头主体(8)上的圆通孔a相匹配，导向杆(9)和上夹头主体(8)通过直线轴承(7)相连接。在上述技术方案的基础上，该薄板结构试件夹具安装过程有以下八步：第一，将下夹头主体(2)通过下连接轴(1)与试验平台相连接定位；第二，将两个导向杆(9)分别通过螺纹连接与下夹头主体(2)连接；第三，将薄板试件(4)放入下夹头主体(2)槽内，并贴紧下夹头主体(2)槽的平面一侧；第四，将垫板(10)放入下夹头主体(2)槽内，并贴紧薄板试件(4)；第五，将楔形块(3)贴紧垫板(10)插入到下夹头主体(2)槽的剩余空间内，用力顶与垫板(10)间无缝隙后用六角螺栓(5)将楔形块(3)与下夹头主体(2)连接，并拧紧螺母；第六，将上夹头主体(8)与两个直线轴承(7)配合后，将其与两个导向杆(9)插入连接；第七，上下调节上夹头主体(8)，使薄板试件(4)插入到上夹头主体(8)的槽内，调整到合适位置后按第四、第五步将薄板试件(4)上端同下端一样进行夹紧；第八，将上夹头主体(8)和加载装置通过下连接轴(1)进行连接。通过以上几步即可实现薄板结构试件的装夹进行后续的试验测试，与现有夹具相比，本专利技术具有如下有益效果：1、该专利技术可实现薄板上下夹持受力均匀。采用贴近垫块和楔形块实现面面接触的加持方式，保证了薄板试件夹持受力通过面接触的贴近垫块施加，贴紧垫块由楔形块进行夹紧受力，试验过程中，楔形块被越压越紧，进而将力传递给贴紧垫块，使薄板试件夹持更加紧固。2、该专利技术可实现薄板压缩过程中竖直方向定位准确。采用直线导柱和上下连接轴两结构实现竖直导向作用，首先上下连接轴保证上下夹头主体的中心位置与万能试验机压力柱实现同轴定位，其次通过直线轴承和导向杆，起到上下夹头下压过程中的导向作用，限制了整体结构空间内的五个自由度，使上夹头主体只能朝压缩方向移动，不会发生偏心、偏斜、弯扭。3、该专利技术可实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，其特征在于：该夹具由上夹头组件、下夹头组件和导向定位组件组成，所述上夹头组件和下夹头组件除上夹头主体(8)和下夹头主体(2)以及上连接轴(6)和下连接轴(1)外，由相同的其他部件组成，其他部件包括垫板(10)、楔形块(3)和六角螺栓(5)；导向定位组件由直线轴承(7)和导向杆(9)组成；所述上夹头主体(8)的两侧分别设有圆通孔a，每个圆通孔a均与直线轴承(7)配合，上夹头主体(8)上还设有两个U型通孔b，以及一个螺纹盲孔c；螺纹盲孔c与上连接轴(6)配合；所述下夹头主体(2)的两侧分别设有两个螺纹盲孔d，每个螺纹盲孔d与导向杆(9)配合，下夹头主体(2)上还设有两个U型通孔b，以及一个螺纹盲孔e；螺纹盲孔e与下连接轴(1)配合；所述楔形块(3)上设有两个圆通孔f，采用对称分布方式布置，楔形块(3)上的圆通孔f和上夹头主体(8)和下夹头主体(2)上的U型通孔b通过螺栓(5)连接，使楔形块(3)与上夹头主体(8)，楔形块(3)和下夹头主体(2)连接固定；上连接轴(6)和下连接轴(1)两端自带螺纹，分别与上夹头主体(8)和下夹头主体(2)以及万能试验机或者加载平台连接；所述导向杆(9)一端设有螺纹与下夹头主体(2)的螺纹盲孔d配合连接固定。...

【技术特征摘要】
1.一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，其特征在于：该夹具由上夹头组件、下夹头组件和导向定位组件组成，所述上夹头组件和下夹头组件除上夹头主体(8)和下夹头主体(2)以及上连接轴(6)和下连接轴(1)外，由相同的其他部件组成，其他部件包括垫板(10)、楔形块(3)和六角螺栓(5)；导向定位组件由直线轴承(7)和导向杆(9)组成；所述上夹头主体(8)的两侧分别设有圆通孔a，每个圆通孔a均与直线轴承(7)配合，上夹头主体(8)上还设有两个U型通孔b，以及一个螺纹盲孔c；螺纹盲孔c与上连接轴(6)配合；所述下夹头主体(2)的两侧分别设有两个螺纹盲孔d，每个螺纹盲孔d与导向杆(9)配合，下夹头主体(2)上还设有两个U型通孔b，以及一个螺纹盲孔e；螺纹盲孔e与下连接轴(1)配合；所述楔形块(3)上设有两个圆通孔f，采用对称分布方式布置，楔形块(3)上的圆通孔f和上夹头主体(8)和下夹头主体(2)上的U型通孔b通过螺栓(5)连接，使楔形块(3)与上夹头主体(8)，楔形块(3)和下夹头主体(2)连接固定；上连接轴(6)和下连接轴(1)两端自带螺纹，分别与上夹头主体(8)和下夹头主体(2)以及万能试验机或者加载平台连接；所述导向杆(9)一端设有螺纹与下夹头主体(2)的螺纹盲孔d配合连接固定。2.根据权利要求1所述的一种可调式薄板结构压缩屈曲试验夹具，其特征在于：所述上连接轴(6)和下连接轴(1)与力学万能试验机压头或加载装置相匹配。3.根据权利要求1所述的一种可调式薄板结构压...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙连春，梁言，王林刚，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11