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        鉸鏈支架結(jié)構(gòu)連接強度試驗研究

        2014-11-10 22:26:29汪波
        科技創(chuàng)新導報 2014年22期
        關鍵詞:耳片緊固件鉸鏈

        汪波

        摘要:鉸鏈支架結(jié)構(gòu)通常承受較高的集中載荷,對鉸鏈支架結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化,可使結(jié)構(gòu)在滿足強度、剛度要求的條件下重量達到較輕的水平。優(yōu)化后的鉸鏈支架結(jié)構(gòu)通常結(jié)構(gòu)形式復雜,在結(jié)構(gòu)分析中,由于多余的約束反力及相應的變形協(xié)調(diào)條件較多,工程計算方法較為復雜且無法準確計算結(jié)構(gòu)本身及其連接部位的強度。因此必須通過試驗來驗證鉸鏈支架結(jié)構(gòu)各部位的承載能力,降低結(jié)構(gòu)設計的風險。該文通過試驗分析研究結(jié)構(gòu)的應力分布和連接強度,提高校核方法的準確性和可靠性,為鉸鏈支架結(jié)構(gòu)的計算分析和優(yōu)化設計提供試驗依據(jù)。

        關鍵詞:承載能力 連接強度

        中圖分類號:TU391 文獻標識碼;A 文章編號:1674-098X(2014)08(a)-0024-02

        鉸鏈支架結(jié)構(gòu)形式復雜,工程計算方法需要進行大量工程簡化,因此算法保守且準確性難以保證。鉸鏈支架與接頭耳片多采用偏心螺栓組連接,應力狀態(tài)復雜;支架結(jié)構(gòu)通常為金屬結(jié)構(gòu),在與復合材料結(jié)構(gòu)連接時,其載荷分配和許用值都需要進行試驗驗證。通過試驗可以對校核方法和結(jié)構(gòu)的承載能力及其連接強度進行驗證,掌握結(jié)構(gòu)的應力分布和破壞模式,以便對結(jié)構(gòu)進行進一步的優(yōu)化設計,使結(jié)構(gòu)形式更加合理。

        1 連接強度試驗

        試驗件在支持假件處進行夾持,采用連接角材與反力架相連,如圖1所示。連接角材的一邊通過螺栓與試驗件相連,另一邊通過螺栓與反力架相連。支持假件材料為4340鋼。

        耳片處為試驗加載端,集中載荷通過耳片傳遞給試驗件各部位。試驗采用分力結(jié)構(gòu)進行加載,通過加載臂將作動筒載荷傳遞到試驗件,試驗載荷為Fx=7216.73 N,F(xiàn)y=35872.37 N。試驗采用逐級加載直至破壞。試驗環(huán)境為室溫、干態(tài)。

        試驗坐標系原點位于接頭耳片孔中心點,Z軸沿接頭耳片轉(zhuǎn)軸方向,X軸垂直于梁平面,Y軸垂直于XOZ平面。

        2 試驗結(jié)果分析

        試驗件在完成100%極限載荷的承載能力試驗后逐級加載至破壞,如圖2所示。試驗件在復合材料壁板與支架連接處發(fā)生纖維斷裂,在支架與假件連接處的緊固件發(fā)生脫落。

        載荷通過支架傳遞至與支架端部相連接的支持假件的肋腹板上,導致支持假件的肋腹板上的緊固件脫落,支架上下端部與梁連接處的緊固件均被剪斷。

        由于試驗件結(jié)構(gòu)形式復雜,在試驗載荷作用下試驗件處于復雜應力狀態(tài),難以判斷主應變及其方向。在試驗中,采用直角應變花進行應變測量時,其最大主應變、最小主應變及其方向為:

        式中:ε0、ε45、ε90——分別為所測量的應變片0°、45°、90°的應變值。

        試驗件載荷-應變曲線如圖3所示,最大應變值達到10154 με,位于靠近支持假件側(cè)的支架斜肋處。

        3 結(jié)論

        試驗件嚴格按照試驗標準執(zhí)行,所有試驗數(shù)據(jù)均真實有效。試驗件通過了極限載荷承載能力驗證且加載至破壞,破壞模式為支架與假件連接處的緊固件發(fā)生脫落,載荷通過支架傳遞至與支架端部相連接的支持假件的肋腹板上,導致支持假件的肋腹板上的緊固件脫落,支架上下端部與梁連接處的緊固件均被剪斷。

        通過試驗驗證了鉸鏈支架結(jié)構(gòu)各部位的承載能力和連接強度,掌握結(jié)構(gòu)的應力分布和破壞模式,為鉸鏈支架結(jié)構(gòu)校核方法的準確性和可靠性提供試驗依據(jù),以便對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計,使結(jié)構(gòu)形式更加合理。

        參考文獻

        [1] 《材料力學》吉林科學技術出版社[M].2000.

        摘要:鉸鏈支架結(jié)構(gòu)通常承受較高的集中載荷,對鉸鏈支架結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化,可使結(jié)構(gòu)在滿足強度、剛度要求的條件下重量達到較輕的水平。優(yōu)化后的鉸鏈支架結(jié)構(gòu)通常結(jié)構(gòu)形式復雜,在結(jié)構(gòu)分析中,由于多余的約束反力及相應的變形協(xié)調(diào)條件較多,工程計算方法較為復雜且無法準確計算結(jié)構(gòu)本身及其連接部位的強度。因此必須通過試驗來驗證鉸鏈支架結(jié)構(gòu)各部位的承載能力,降低結(jié)構(gòu)設計的風險。該文通過試驗分析研究結(jié)構(gòu)的應力分布和連接強度,提高校核方法的準確性和可靠性,為鉸鏈支架結(jié)構(gòu)的計算分析和優(yōu)化設計提供試驗依據(jù)。

        關鍵詞:承載能力 連接強度

        中圖分類號:TU391 文獻標識碼;A 文章編號:1674-098X(2014)08(a)-0024-02

        鉸鏈支架結(jié)構(gòu)形式復雜,工程計算方法需要進行大量工程簡化,因此算法保守且準確性難以保證。鉸鏈支架與接頭耳片多采用偏心螺栓組連接,應力狀態(tài)復雜;支架結(jié)構(gòu)通常為金屬結(jié)構(gòu),在與復合材料結(jié)構(gòu)連接時,其載荷分配和許用值都需要進行試驗驗證。通過試驗可以對校核方法和結(jié)構(gòu)的承載能力及其連接強度進行驗證,掌握結(jié)構(gòu)的應力分布和破壞模式,以便對結(jié)構(gòu)進行進一步的優(yōu)化設計,使結(jié)構(gòu)形式更加合理。

        1 連接強度試驗

        試驗件在支持假件處進行夾持,采用連接角材與反力架相連,如圖1所示。連接角材的一邊通過螺栓與試驗件相連,另一邊通過螺栓與反力架相連。支持假件材料為4340鋼。

        耳片處為試驗加載端,集中載荷通過耳片傳遞給試驗件各部位。試驗采用分力結(jié)構(gòu)進行加載,通過加載臂將作動筒載荷傳遞到試驗件,試驗載荷為Fx=7216.73 N,F(xiàn)y=35872.37 N。試驗采用逐級加載直至破壞。試驗環(huán)境為室溫、干態(tài)。

        試驗坐標系原點位于接頭耳片孔中心點,Z軸沿接頭耳片轉(zhuǎn)軸方向,X軸垂直于梁平面,Y軸垂直于XOZ平面。

        2 試驗結(jié)果分析

        試驗件在完成100%極限載荷的承載能力試驗后逐級加載至破壞,如圖2所示。試驗件在復合材料壁板與支架連接處發(fā)生纖維斷裂,在支架與假件連接處的緊固件發(fā)生脫落。

        載荷通過支架傳遞至與支架端部相連接的支持假件的肋腹板上,導致支持假件的肋腹板上的緊固件脫落,支架上下端部與梁連接處的緊固件均被剪斷。

        由于試驗件結(jié)構(gòu)形式復雜,在試驗載荷作用下試驗件處于復雜應力狀態(tài),難以判斷主應變及其方向。在試驗中,采用直角應變花進行應變測量時,其最大主應變、最小主應變及其方向為:

        式中:ε0、ε45、ε90——分別為所測量的應變片0°、45°、90°的應變值。

        試驗件載荷-應變曲線如圖3所示,最大應變值達到10154 με,位于靠近支持假件側(cè)的支架斜肋處。

        3 結(jié)論

        試驗件嚴格按照試驗標準執(zhí)行,所有試驗數(shù)據(jù)均真實有效。試驗件通過了極限載荷承載能力驗證且加載至破壞,破壞模式為支架與假件連接處的緊固件發(fā)生脫落,載荷通過支架傳遞至與支架端部相連接的支持假件的肋腹板上,導致支持假件的肋腹板上的緊固件脫落,支架上下端部與梁連接處的緊固件均被剪斷。

        通過試驗驗證了鉸鏈支架結(jié)構(gòu)各部位的承載能力和連接強度,掌握結(jié)構(gòu)的應力分布和破壞模式,為鉸鏈支架結(jié)構(gòu)校核方法的準確性和可靠性提供試驗依據(jù),以便對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計,使結(jié)構(gòu)形式更加合理。

        參考文獻

        [1] 《材料力學》吉林科學技術出版社[M].2000.

        摘要:鉸鏈支架結(jié)構(gòu)通常承受較高的集中載荷,對鉸鏈支架結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化,可使結(jié)構(gòu)在滿足強度、剛度要求的條件下重量達到較輕的水平。優(yōu)化后的鉸鏈支架結(jié)構(gòu)通常結(jié)構(gòu)形式復雜,在結(jié)構(gòu)分析中,由于多余的約束反力及相應的變形協(xié)調(diào)條件較多,工程計算方法較為復雜且無法準確計算結(jié)構(gòu)本身及其連接部位的強度。因此必須通過試驗來驗證鉸鏈支架結(jié)構(gòu)各部位的承載能力,降低結(jié)構(gòu)設計的風險。該文通過試驗分析研究結(jié)構(gòu)的應力分布和連接強度,提高校核方法的準確性和可靠性,為鉸鏈支架結(jié)構(gòu)的計算分析和優(yōu)化設計提供試驗依據(jù)。

        關鍵詞:承載能力 連接強度

        中圖分類號:TU391 文獻標識碼;A 文章編號:1674-098X(2014)08(a)-0024-02

        鉸鏈支架結(jié)構(gòu)形式復雜,工程計算方法需要進行大量工程簡化,因此算法保守且準確性難以保證。鉸鏈支架與接頭耳片多采用偏心螺栓組連接,應力狀態(tài)復雜;支架結(jié)構(gòu)通常為金屬結(jié)構(gòu),在與復合材料結(jié)構(gòu)連接時,其載荷分配和許用值都需要進行試驗驗證。通過試驗可以對校核方法和結(jié)構(gòu)的承載能力及其連接強度進行驗證,掌握結(jié)構(gòu)的應力分布和破壞模式,以便對結(jié)構(gòu)進行進一步的優(yōu)化設計,使結(jié)構(gòu)形式更加合理。

        1 連接強度試驗

        試驗件在支持假件處進行夾持,采用連接角材與反力架相連,如圖1所示。連接角材的一邊通過螺栓與試驗件相連,另一邊通過螺栓與反力架相連。支持假件材料為4340鋼。

        耳片處為試驗加載端,集中載荷通過耳片傳遞給試驗件各部位。試驗采用分力結(jié)構(gòu)進行加載,通過加載臂將作動筒載荷傳遞到試驗件,試驗載荷為Fx=7216.73 N,F(xiàn)y=35872.37 N。試驗采用逐級加載直至破壞。試驗環(huán)境為室溫、干態(tài)。

        試驗坐標系原點位于接頭耳片孔中心點,Z軸沿接頭耳片轉(zhuǎn)軸方向,X軸垂直于梁平面,Y軸垂直于XOZ平面。

        2 試驗結(jié)果分析

        試驗件在完成100%極限載荷的承載能力試驗后逐級加載至破壞,如圖2所示。試驗件在復合材料壁板與支架連接處發(fā)生纖維斷裂,在支架與假件連接處的緊固件發(fā)生脫落。

        載荷通過支架傳遞至與支架端部相連接的支持假件的肋腹板上,導致支持假件的肋腹板上的緊固件脫落,支架上下端部與梁連接處的緊固件均被剪斷。

        由于試驗件結(jié)構(gòu)形式復雜,在試驗載荷作用下試驗件處于復雜應力狀態(tài),難以判斷主應變及其方向。在試驗中,采用直角應變花進行應變測量時,其最大主應變、最小主應變及其方向為:

        式中:ε0、ε45、ε90——分別為所測量的應變片0°、45°、90°的應變值。

        試驗件載荷-應變曲線如圖3所示,最大應變值達到10154 με,位于靠近支持假件側(cè)的支架斜肋處。

        3 結(jié)論

        試驗件嚴格按照試驗標準執(zhí)行,所有試驗數(shù)據(jù)均真實有效。試驗件通過了極限載荷承載能力驗證且加載至破壞,破壞模式為支架與假件連接處的緊固件發(fā)生脫落,載荷通過支架傳遞至與支架端部相連接的支持假件的肋腹板上,導致支持假件的肋腹板上的緊固件脫落,支架上下端部與梁連接處的緊固件均被剪斷。

        通過試驗驗證了鉸鏈支架結(jié)構(gòu)各部位的承載能力和連接強度,掌握結(jié)構(gòu)的應力分布和破壞模式,為鉸鏈支架結(jié)構(gòu)校核方法的準確性和可靠性提供試驗依據(jù),以便對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計,使結(jié)構(gòu)形式更加合理。

        參考文獻

        [1] 《材料力學》吉林科學技術出版社[M].2000.

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