[发明专利]一种剪切支持刚度模拟装置

说明书

本发明公开了一种剪切支持刚度模拟装置，包括立柱支架、固定铰支座、剪切梁、活动铰支座、剪切杆组件以及加载座，其中：所述立柱支架固定于承力地坪上，固定铰支座安装在立柱支架的上部，在固定铰支座下方的立柱支架上设置有位置在纵向能调节的活动铰支座；所述剪切梁的上端铰接安装在固定铰支座上，所述活动铰支座上具有一个卡套，剪切梁穿过卡套，且在剪切梁的下端通过所述加载座铰接有剪切杆组件。本装置通用性强、模拟精度高，其剪切刚度可变且可在现场连续调节，提高了剪切刚度的模拟精度，现场实施方便。

技术领域

本发明涉及静力试验领域，具体涉及一种用于飞机翼面类结构部件进行静力试验时的剪切支持刚度模拟装置及方法。

背景技术

机翼、平垂尾等翼面结构在进行部件经常需要在支持夹具上进行强度试验，由于缺乏真实机身的支持，支持夹具的刚度对结构的传载影响很大，如何准确地模拟机身对翼面结构的支持刚度已经成为制约翼面结构部件试验成功的关键。

对于此类部件试验的剪切刚度模拟，通常有以下方法：

1)试凑法

根据机身框的形式进行支持夹具设计，这就要求支持夹具外形结构需要与真实的翼面连接处的机身结构类似，并且需要通过反复的迭代分析以证明支持夹具的刚度与真实机身支持等效。另外，由于翼面结构根部载荷通常都较大，既要满足刚度要求，又有强度方面的限制，很难得到合适的解。因此，这种方法效率很低，具有很大的随机性。

2)使用剪切杆

剪切杆是一种二力杆，通过调整二力杆的直径和长短就可以得到其想要的刚度，但实际工程中由于加工误差、安装间隙及螺纹的连接变形等非线性因素，该方法效果并不理想，导致现场二力杆返工或者需要重新生产不同直径的二力杆进行现场标定，标定过程可能耗时数月，大大影响的试验的周期节点安排。

以上两种方法都基于工程分析或有限元计算，刚度模拟的精度不高，且一旦支持夹具投产，其刚度就很难更改，一旦试验前的刚度标定证实其不完全满足刚度要求，要么就得推到重新设计加工，要么试验委托方就得作出某些技术妥协以保证时间节点。

发明内容

本发明的目的是提供一种剪切支持刚度模拟装置，以实现翼面结构剪切支持刚度的模拟，用以克服现有方法模拟精度不高、不便于现场实施等问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种剪切支持刚度模拟装置，包括立柱支架、固定铰支座、剪切梁、活动铰支座、剪切杆组件以及加载座，其中：

所述立柱支架固定于承力地坪上，固定铰支座安装在立柱支架的上部，在固定铰支座下方的立柱支架上设置有位置在纵向能调节的活动铰支座；所述剪切梁的上端铰接安装在固定铰支座上，所述活动铰支座上具有一个卡套，剪切梁穿过卡套，且在剪切梁的下端通过所述加载座铰接有剪切杆组件。

进一步地，所述剪切梁的截面尺寸满足：

其中，b表示剪切梁截面的宽度；h表示剪切梁截面高度；[σ]表示弯曲需用应力；F表示剪切梁所受到的剪切载荷；L表示剪切梁的外伸出活动铰支座的长度。

进一步地，所述剪切支持刚度模拟装置设置多个，标定时所需要的附属机构还包括：翼面结构、底架、支持铰支座以及多个站位接头；其中，每个站位接头安装于翼面结构上预定的站位处，每个站位接头的侧面均通过约束单耳连接一套剪切支持刚度模拟装置的剪切杆组件；在每个站位接头上通过夹板设置一个标定梁，标定量侧面的上端、下端各设置一个加载点；所述翼面结构通过对称设置的支持铰支座安装在底座上。

进一步地，各站位之间的整体刚度比误差小于5％，表示为：