一种改进的T型对接试验夹具论文和设计-彭可望

全文摘要

一种改进的T型对接试验夹具，属于航空、民用船舶中蜂窝夹层力学试验领域。该夹具包括夹持块、连接块和活动块，上下对称为一套。上下夹持块用于连接试验机，夹持块截面为直角梯形结构，连接区为活动螺栓，活动块粘结在试验件上，活动块均为各面光滑、带螺纹的长方体，上下夹具呈对称分布。通过活动块与试验件相连能够有效提高试验夹具的利用率，降低试验成本，同时保证对接试验的一致性。蜂窝夹层板试验件通过胶粘剂粘结在活动块上，然后通过连接螺栓将活动块与夹持区固定，载荷能通过该夹具均匀传递到试验件上。有效的解决了载荷传递不均匀的问题，降低因夹具不同引起的试验结果差异性。该试验夹具制作简单，安装方便，易于换装，试验成本较低。

主设计要求

1.一种改进的T型对接试验夹具，其特征在于：该夹具包括上下对称的两个T型夹具，所述T型夹具包括夹持块（1）、连接块（3）和活动块（6），所述夹持块（1）的两侧为粗糙的夹持面（2），夹持块（1）的下方设置连接块（3），连接块（3）包括连接块斜面（4）和连接块端面（5），连接块斜面（4）与夹持面（2）的交线为连接块上边（4a），连接块斜面（4）与连接块端面（5）的交线为连接块下边（4b），连接块上边（4a）到连接块（3）底面的距离是连接块下边（4b）到连接块（3）底面的距离的2倍；连接块（3）上设置4个通孔为连接块螺栓孔（10）；连接块（3）通过螺栓（9）连接活动块（6），活动块（6）上设置4个活动块螺栓孔（11），活动块螺栓孔（11）为半通透孔，活动块螺栓孔（11）的深度为活动块（6）厚度的0.8倍，活动块（6）厚度与连接块下边（4b）到连接块（3）底面的距离相等；所述连接块螺栓孔（10）在连接块斜面（4）上的直径是活动块螺栓孔（11）直径的1.5倍；所述活动块（6）还包括活动块端面（7）和用于粘结试验件的活动块底面（8）。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进的T型对接试验夹具，属于航空、民用船舶中蜂窝夹层力学试验领域。

背景技术

蜂窝夹层结构由于其优越的力学性能被广泛应用于航空、航天、船舶等领域，它是由两片薄的高强度面板和低密度的蜂窝芯子通过一定方式连接成的，能充分利用面板材料的高强度和高模量的特点。常见的蜂窝芯层形式是多种多样的，既有正方形等规则形状，也有不规则形状，应用最广泛的为正六边形蜂窝，面板通常是铝合金、芳纶纸复合材料和碳纤维复合材料，在不同的领域可以根据实际需求选用不同类型的夹层结构。蜂窝夹层结构的质量和承载能力除了与所用的材质有关外，蒙皮与蜂窝芯层之间的粘结质量也非常重要，二者之间通常用胶膜粘结。

当作用在蜂窝夹层结构的外载荷超过一定容许范围时，结构就会发生破坏，而蒙皮与蜂窝芯层之间的粘结界面是最薄弱的环节，最容易发生破坏，并将导致结构承载能力大幅下降。考虑到蜂窝夹层结构设计的强度要求，通过实验手段确定蜂窝夹层界面承载能力在结构验证阶段是非常必要的。蒙皮与蜂窝芯层胶接界面的法向强度是粘结界面中重要的评估参数，而常用的T型对接试验夹具由于需要与考核试验件粘结导致夹具重复利用率低，多次更换夹具难以保证结果的一致性。因此，采用一种简单易行、节约成本的夹具是很有必要的。

发明内容

为了克服现有法向强度试验夹具中存在的问题，本实用新型提供一种改进的T型对接试验夹具，该夹具能有效解决载荷传递不均匀的问题，降低因夹具不同引起的试验结果差异性；且夹具制作简单，试验成本较低。

本发明采用的技术方案是：一种改进的T型对接试验夹具，该夹具包括上下对称的两个T型夹具，所述T型夹具包括夹持块、连接块和活动块，所述夹持块的两侧为粗糙的夹持面，夹持块的下方设置连接块，连接块包括连接块斜面和连接块端面，连接块斜面与夹持面的交线为连接块上边，连接块斜面与连接块端面的交线为连接块下边，连接块上边到连接块底面的距离是连接块下边到连接块底面的距离的2倍；连接块上设置4个通孔为连接块螺栓孔；连接块通过螺栓连接活动块，活动块上设置4个活动块螺栓孔，活动块螺栓孔为半通透孔，活动块螺栓孔的深度为活动块厚度的0.8倍，活动块厚度与连接块下边到连接块底面的距离相等；所述连接块螺栓孔在连接块斜面上的直径是活动块螺栓孔直径的1.5倍；所述活动块还包括活动块端面和用于粘结试验件的活动块底面。

一种改进的T型对接试验夹具，主要包括三大部分，夹持区、连接区和活动块。夹持区实际截面与凸台类似，左右两侧夹持面进行打磨粗糙处理，凸台下部左右两侧各切掉直角三棱柱使传力更加均匀，凸台两侧各设置螺栓通孔以便于连接螺栓；连接区为螺栓连接区，设置在夹持区对称两侧，通过螺栓对接固定。活动块通过螺栓与夹持区连接固定，任一螺孔相互对接后，所述活动块的上端面须紧贴夹持区的下端面。

在上述方案中优选的是，所述连接螺栓的长度为2t，活动块的厚度为t，夹持端凸台下半部分厚度也是t。

在上述方案中优选的是，所述螺栓数量为8个，上下对称各4个。

在上述方案中优选的是，所述夹持区与活动块的螺孔直径保持相同，且螺距一致。

在上述方案中优选的是，所述活动块的螺纹孔为半通透，即孔深度为0.8t。

所述夹持区包括互相垂直的夹持端和下板，下板特征为底面是光滑的矩形，上部为截面呈等腰梯形的四棱柱，所述连接区为螺栓，用于固定夹持区下板与活动块，所述活动块用于粘结试验考核件，左右两侧各开两个半通透的带螺纹的孔洞与所述连接区对应重合。所述夹持区的夹持端和下板均为实心件，且一体成型，下板的左右对称两侧各一个开带螺纹的孔洞。活动块的开孔位置与夹持区下板的开孔位置完全一致，且螺距相同，底部做光滑处理便于粘结试验件。

本发明的有益效果是：这种夹具包括夹持块、连接块和活动块，上下对称为一套。上下夹持区用于连接试验机，所述任一夹持区截面均为直角梯形结构，连接区为活动螺栓，活动块粘结在试验件上，所述活动块均为各面光滑、带螺纹的长方体，上下夹具呈对称分布。通过活动块与试验件相连能够有效提高试验夹具的利用率，降低试验成本，同时保证对接试验的一致性。蜂窝夹层板试验件通过胶粘剂粘结在活动块上，然后通过连接螺栓将活动块与夹持区固定，载荷能通过该夹具均匀传递到试验件上。有效的解决了载荷传递不均匀的问题，降低因夹具不同引起的试验结果差异性。该试验夹具制作简单，安装方便，易于换装，试验成本较低。仅需更换活动块即可，消除了不同夹具引起的试验结果的不一致性，操作较为简单。

附图说明

图1是一种T型对接试验夹具的结构图。

图2是一种T型对接试验夹具的剖视图。

图3是T型对接试验夹具工作示意图。

图中：1、夹持块，2、夹持面，3、连接块，4、连接块斜面，5、连接块端面，6、活动块，7、活动块端面，8、活动块底面，9、螺栓，10、连接块螺栓孔，11、活动块螺栓孔。

具体实施方式

以下参考附图对本实用新型专利的系统做进一步描述，在附图中，自始至终相同的标号表示相同的元件。需要理解的是，术语“上方”、“下方”、“左”、“右”、“竖直”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实用新型和简化描述，而不是指示所指的元件必须有特定的方位和构造。

一种改进的T型对接试验夹具，该夹具包括上下对称的两个T型夹具，所述T型夹具包括夹持块1、连接块3和活动块6，所述夹持块1的两侧为粗糙的夹持面2，夹持块1的下方设置连接块3，连接块3包括连接块斜面4和连接块端面5，连接块斜面4与夹持面2的交线为连接块上边4a，连接块斜面4与连接块端面5的交线为连接块下边4b，连接块上边4a到连接块3底面的距离是连接块下边4b到连接块3底面的距离的2倍；连接块3上设置4个通孔为连接块螺栓孔10；连接块3通过螺栓9连接活动块6，活动块6上设置4个活动块螺栓孔11，活动块螺栓孔11为半通透孔，活动块螺栓孔11的深度为活动块6厚度的0.8倍，活动块6厚度与连接块下边4b到连接块3底面的距离相等；所述连接块螺栓孔10在连接块斜面4上的直径是活动块螺栓孔11直径的1.5倍；所述活动块6还包括活动块端面7和用于粘结试验件的活动块底面8。

图1-3示出了一种改进的T型对接试验装置，它包括夹持块1，连接块3，螺栓9，活动块6和活动块螺栓孔11，所述夹持区包括夹持块1和连接块3，所述加持块1左右两侧分别进行打磨粗糙处理，用于试验机相连防止滑脱，所述连接块3左右两侧分别为直角梯形截面的棱台，棱台左侧厚度为右侧厚度的一倍便于载荷均匀传递，所述连接块3左右两侧分别开带螺纹的通透孔，在棱台上方等腰梯形斜边部分螺纹孔直径为1.5d,棱台下方厚度部分螺纹孔直径为d，所述螺栓9为连接区，螺栓直径与连接块3孔直径保持一致，所述活动块6厚度与连接块3外侧厚度相同，均为t，其下面与试验件进行粘结，故活动块3-1下面作光滑处理，上面与连接块3对齐，所述活动块螺栓孔11为半通透孔，其位置、直径、螺距均与连接块1-2保持相同，螺孔深度为0.8t。夹具优先选用强度高于试验件的材料。

需要说明的是，本夹具实施过程中，连接区的螺栓数量可根据试验件的尺寸设置多个，比如设置4个，8个等，分别设置如图1所示的对称分布。

夹具与试验件的装配如图3所示，首先将夹具活动块通过连接区螺栓与夹持区装配，然后用粘结剂把试验件的其中一面与活动块下面粘结，试验件与活动块位置完全重合，最后将另一套夹具对称粘结到试验件上。采用改进的T型对接试验夹具，可以在做大量重复试验时提高夹具利用率，采用变厚度的夹持块能有效解决载荷传递不均匀的问题。且本实用新型提供的试验夹具安装较为简单，只需更换活动块即可进行换装。

设计图

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