【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于结构试验力学，具体涉及一种新型螺栓耳片剩余强度试验装置与方法。
技术介绍
1、耳片连接是飞机上广泛采用的连接结构，通常与螺栓配合使用，以实现零部件之间的牢固连接。然而，由于耳片螺栓孔周围的应力集中效应，飞机在长期使用过程中，特别是在频繁的起飞、降落和飞行中的振动作用下，螺栓孔附近容易出现疲劳裂纹甚至断裂，这不仅影响了结构的整体完整性和安全性，还可能导致严重的飞行事故。因此，对螺栓连接耳片的强度研究，尤其是其剩余强度的评估，成为了结构力学领域的重要研究课题。
2、在实际工程应用中，许多螺栓耳片的受载方向并不垂直于螺栓孔，这给剩余强度的试验带来了挑战。传统试验方法往往只能在垂直于螺栓孔的方向上施加载荷，无法真实反映实际工况下的受力情况。此外，不同种类的螺栓（如爆炸螺栓、辅助螺栓和普通螺栓）在试验中需要不同的夹持装置，这进一步增加了试验的复杂性和成本。常规的剩余强度试验方案通常只能针对特定类型的螺栓耳片进行测试，缺乏通用性和灵活性，难以满足多样化的试验需求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是上述现有技术中，传统试验方法往往只能在垂直于螺栓孔的方向上施加载荷，无法真实反映实际工况下的受力情况。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种新型螺栓耳片剩余强度试验装置，包括螺杆、装夹平台、夹持平板、挡块和连接夹块；所述螺杆设置在所述装夹平台下方与所述连接夹块上方，所述装夹平台上设置有两块所述夹持平板，两块所述夹
4、通过采用上述技术方案，该装置通过更换不同的挡块，可以适用于多种螺栓耳片的剩余强度试验，具有很高的通用性和灵活性，斜五棱柱装夹平台的设计使得试验机提供的垂向载荷可以转化为试验件所需的斜向载荷，更真实地模拟实际工况下的受力情况，装夹平台和夹持平板的设计考虑了实际操作的便利性，例如镂空设计便于安装和检查螺栓，应变片导线可以从镂空部位引出，避免数据干扰，三阶梯型夹持平板的设计可以防止过度拧紧螺栓对试验件造成额外压缩，确保试验件在加载过程中的稳定性，通过精确的夹持和加载方式，该装置可以提供可靠的试验数据，为螺栓耳片的强度研究提供科学依据，该装置不仅适用于航空领域的螺栓耳片试验，还可以扩展到其他需要类似试验的工程领域，具有广泛的应用前景。
5、进一步地，所述装夹平台前端为安装面后端为垂直面，所述安装面与水平面夹角为0°-45°，所述安装面与所述垂直面之间为镂空设置，所述安装面上左右两侧各有6个所述挡块安装孔。
6、通过采用上述技术方案，使得试验机提供的垂向载荷可以通过调整安装面的角度，转化为试验件所需的斜向载荷。这不仅能够模拟实际工况下的多种受力情况，还能确保试验结果的准确性和可靠性。对于不同受力方向的螺栓耳片，可以通过调节安装面的角度来进行精确的加载试验,安装面与垂直面之间的镂空设计提供了足够的空间，便于安装和检查连接螺栓。同时，应变片及其导线可以从镂空部位引出，避免了因导线被压住而导致的数据不准确问题，简化了试验操作流程,安装面上左右两侧各有6个挡块安装孔：这种设计允许安装不同类型的挡块（如拱桥型盖板和矩形平板挡块），以适应不同种类的螺栓耳片试验需求。这大大提高了装置的通用性和灵活性，减少了更换试验装置的频率和成本,前端安装面和后端垂直面的组合设计：这种结构设计不仅保证了装置的稳定性，还能够在试验过程中提供良好的支撑，防止试验件在加载过程中发生位移或变形。垂直面的设计有助于保持装置的整体刚性，确保试验过程中的稳定性，通过调整安装面的角度，可以精确控制试验件的受力方向，确保试验数据的准确性和一致性。这对于科学研究和工程应用都非常重要。
7、进一步地，所述夹持平板包括夹持平板一与夹持平板二，所述夹持平板一与所述夹持平板二表面均设置有六排螺栓孔，所述夹持平板一与所述夹持平板二顶部设置有相对应的销轴孔，所述夹持平板一为长方体型，所述夹持平板二每隔两排螺栓孔厚度增加10mm-20mm，呈阶梯型。
8、通过采用上述技术方案，夹持平板一和夹持平板二表面均设置有六排螺栓孔，可以适应不同尺寸和形状的试验件。这使得装置具有很高的通用性，能够满足多种螺栓耳片的试验需求，夹持平板二每隔两排螺栓孔厚度增加10mm-20mm，呈阶梯型设计。这种设计可以防止在拧紧螺栓时对试验件造成过度压缩，确保试验件在加载过程中的变形和受力状态与实际工况一致，夹持平板二的阶梯型设计可以更好地适应试验件的形状，提供更稳定的夹持效果。尤其是在加载过程中，这种设计可以减少试验件的位移和晃动，确保试验数据的准确性，夹持平板一和夹持平板二顶部设置有相对应的销轴孔，通过销轴将夹持平板与试验机上夹头连接，确保载荷的稳定传递。这种设计简化了安装和拆卸过程，提高了试验的效率，通过六排螺栓孔将试验件牢固地固定在夹持平板上，确保载荷在试验件上的均匀分布。这有助于避免局部应力集中，确保试验结果的可靠性，夹持平板二的阶梯型设计可以更好地匹配试验件的形状，减少因夹持不当导致的误差。这有助于提高试验的精度和重复性。
9、进一步地，所述挡块包括拱桥盖板挡块和平板挡块，所述拱桥盖板挡块左右两侧各有一列三个螺栓孔与所述装夹平台外侧的挡块安装孔位置对应，所述拱桥盖板挡块的中部设置有试验件连接孔；所述平板挡块左右两侧各有一列三个螺栓孔，与所述装夹平台内侧的挡块安装孔位置对应，所述平板挡块中间同样设置有试验件连接孔。
10、通过采用上述技术方案，拱桥型设计可以更好地适应爆炸螺栓耳片的形状，确保试验件在加载过程中的稳定性和可靠性,适用于辅助螺栓及普通螺栓耳片试验。其平板设计简洁，适用于多种常见螺栓耳片的试验需求,拱桥盖板挡块和平板挡块的螺栓孔与装夹平台的挡块安装孔位置对应，确保挡块可以牢固地固定在装夹平台上，防止试验过程中发生松动,中部的试验件连接孔可以精确地将试验件固定在挡块上，确保试验件在加载过程中的定位准确,拱桥盖板挡块和平板挡块通过螺栓固定在装夹平台上，可以根据试验需求快速更换挡块，提高了试验的灵活性和效率,螺栓连接方式使得挡块的安装和拆卸非常方便，简化了试验操作流程,拱桥型设计可以提供更好的支撑，减少试验件在加载过程中的变形和位移，确保试验数据的准确性，平板设计简单可靠，可以提供稳定的夹持效果，确保试验件在加载过程中的稳定性试验件连接孔的设计确保了试验件的定位准确，避免了因定位不准导致的试验误差，提高了试验数据的可靠性。
11、本专利技术还包括一种新型螺栓耳片剩余强度试验方法，采用上述新型螺栓耳片剩余强度试验装置对螺栓耳片剩余强度进行测试，将试验件的耳片部分与所述装夹平台的安装面紧贴，使得试验件非耳片部分与地面垂直，试验件背面应变片对应的导线从所述装夹平台的镂空部位伸出，并连接应变箱；将所述拱桥盖板挡块或所述平板挡块连接在试验件的耳片上，使得所述拱桥盖板挡块或所述平板挡块的螺栓孔与所述安装面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：包括螺杆（9）、装夹平台（1）、夹持平板（2）、挡块（5）和连接夹块（3）；所述螺杆（9）设置在所述装夹平台（1）下方与所述连接夹块（3）上方，所述装夹平台（1）上设置有两块所述夹持平板，两块所述夹持平板（2）固定在所述连接夹块（3）内部，所述夹持平板（2）与所述装夹平台（1）上均设置有实验螺孔（4），所述装夹平台（1）上还设置有挡块安装孔（111），所述挡块通过螺栓安装所述装夹平台（1）上。
2.根据权利要求1所述的新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：所述装夹平台（1）前端为安装面（11）后端为垂直面（12），所述安装面（11）与水平面夹角为0°-45°，所述安装面（11）与所述垂直面（12）之间为镂空设置，所述安装面（11）上左右两侧各有6个所述挡块安装孔（111）。
3.根据权利要求1所述的新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：所述夹持平板（2）包括夹持平板一（21）与夹持平板二（22），所述夹持平板一（21）与所述夹持平板二（22）表面均设置有六排螺栓孔，所述夹持平板一（21）与所述夹持平
4.根据权利要求1所述的新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：所述挡块（5）包括拱桥盖板挡块（51）和平板挡块（52），所述拱桥盖板挡块（51）左右两侧各有一列三个螺栓孔与所述装夹平台（1）外侧的挡块安装孔（111）位置对应，所述拱桥盖板挡块（51）的中部设置有试验件连接孔（53）；所述平板挡块（52）左右两侧各有一列三个螺栓孔，与所述装夹平台（1）内侧的挡块安装孔（111）位置对应，所述平板挡块（52）中间同样设置有试验件连接孔（53）。
5.一种新型螺栓耳片剩余强度试验方法，包括权利要求1-4任一项所述的新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：将试验件的耳片部分与所述装夹平台（1）的安装面（11）紧贴，使得试验件非耳片部分与地面垂直，试验件背面应变片对应的导线从所述装夹平台（1）的镂空部位伸出，并连接应变箱；将所述拱桥盖板挡块（51）或所述平板挡块（52）连接在试验件的耳片上，使得所述拱桥盖板挡块（51）或所述平板挡块（52）的螺栓孔与所述安装面（11）的挡块安装孔（111）位置对应，通过螺栓将所述拱桥盖板挡块（51）或所述平板挡块（52）与所述装夹平台（1）通过螺栓相连接，将所述拱桥盖板挡块（51）或所述平板挡块（52）上的试验件连接孔（53）与耳片螺栓孔位置对应，利用所述装夹平台（1）的镂空部位，使用螺栓将耳片与所述拱桥盖板挡块（51）或所述平板挡块（52）相连接。
6.根据权利要求5所述的新型螺栓耳片剩余强度试验方法，其特征在于：使用所述夹持平板一（21）与所述夹持平板二（22）从前后两侧覆盖试验件非耳片部位，所述夹持平板一（21）与试验件靠近所述装夹平台（1）的垂直面（12）一侧紧贴，所述夹持平板二（22）与试验件靠近所述装夹平台（1）的安装面（11）一侧紧贴，将所述夹持平板一（21）与所述夹持平板二（22）表面的实验螺孔（4）与试验件表面螺栓孔对齐，使用螺栓将所述夹持平板与试验件连接在一起。
7.根据权利要求5所述的新型螺栓耳片剩余强度试验方法，其特征在于：将所述装夹平台（1）通过所述螺杆（9）安装在试验台下夹头上，将夹持平板上端与试验机上夹头连接。
8.根据权利要求5所述的新型螺栓耳片剩余强度试验方法，其特征在于：在试验件表面粘贴应变片，应变片与试验台电性连接，首先以不高于2mm/min 的加载速率加载到 30%破坏载荷，然后卸载到0%，每件试验件预试 2 次，然后按照不高于2mm/min 的加载速率从0%的破坏载荷提升破坏载荷直到试验件破坏。
...【技术特征摘要】
1.一种新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：包括螺杆（9）、装夹平台（1）、夹持平板（2）、挡块（5）和连接夹块（3）；所述螺杆（9）设置在所述装夹平台（1）下方与所述连接夹块（3）上方，所述装夹平台（1）上设置有两块所述夹持平板，两块所述夹持平板（2）固定在所述连接夹块（3）内部，所述夹持平板（2）与所述装夹平台（1）上均设置有实验螺孔（4），所述装夹平台（1）上还设置有挡块安装孔（111），所述挡块通过螺栓安装所述装夹平台（1）上。
2.根据权利要求1所述的新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：所述装夹平台（1）前端为安装面（11）后端为垂直面（12），所述安装面（11）与水平面夹角为0°-45°，所述安装面（11）与所述垂直面（12）之间为镂空设置，所述安装面（11）上左右两侧各有6个所述挡块安装孔（111）。
3.根据权利要求1所述的新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：所述夹持平板（2）包括夹持平板一（21）与夹持平板二（22），所述夹持平板一（21）与所述夹持平板二（22）表面均设置有六排螺栓孔，所述夹持平板一（21）与所述夹持平板二（22）顶部设置有相对应的销轴孔，所述夹持平板一（21）为长方体型，所述夹持平板二（22）每隔两排螺栓孔厚度增加10mm-20mm，呈阶梯型。
4.根据权利要求1所述的新型螺栓耳片剩余强度试验装置，其特征在于：所述挡块（5）包括拱桥盖板挡块（51）和平板挡块（52），所述拱桥盖板挡块（51）左右两侧各有一列三个螺栓孔与所述装夹平台（1）外侧的挡块安装孔（111）位置对应，所述拱桥盖板挡块（51）的中部设置有试验件连接孔（53）；所述平板挡块（52）左右两侧各有一列三个螺栓孔，与所述装夹平台（1）内侧的挡块安装孔（111）位置对应，所述平板挡块（52）中间同样设置有试验件连接孔（53）。
5.一种新型螺栓耳片剩余强度试验方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱书华，冯子龙，李祎，曾莹，耿立超，王跃全，胡元杰，冯冠华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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