[发明专利]一种断裂韧性试验防屈曲装置和试验方法

说明书

本发明提供一种断裂韧性试验防屈曲装置，包括试验机底座、一对试验机横梁以及试验机底座上的夹持机构，所述夹持机构包括固定于试验机底座上的一对支架，滑动连接于支架上的一对夹具，用于夹持试验件前后两侧的两组夹持板，以及分别用于支撑夹持板上部的上支撑结构和下部的下支撑结构，其中，试验件的左右两端夹持于所述的一对夹具内；所述夹持板设于一对支架之间，且夹持板的底部安装有滚轮支架，该滚轮支架置于试验件底座上。该装置解决了试验件因屈曲变形导致实验结果不准确的问题，且适用于多种规格的试验件；同时本发明还提出一种使用上述防屈曲装置进行断裂韧性试验的方法。

技术领域

本发明属于断裂韧性测试领域，具体涉及一种断裂韧性试验防屈曲装置和试验方法。

背景技术

金属薄板在飞机机身蒙皮以及机翼机身连接处有着广泛的应用，在飞机起降以及巡航阶段，随着飞机飞行姿态的不断调整，机身受到机翼的扭力作用，机翼也受到升力的作用上下摆动，这些部位都在飞机飞行过程中都会不断受到随机载荷。出于对飞行的安全性考虑，对机身所用材料需要有更高的要求，即在受到上述作用力时不至于出现裂纹乃至断裂，因此飞机机身蒙皮材料的断裂韧性就成为了飞机生产以及飞机设计单位的研究重点。然而在断裂韧性试验过程中，所用金属薄板试样尺寸要求厚度一般小于10mm，但是长度和宽度尺寸上较大，在拉伸加载过程中，中心裂纹部位容易发生屈曲。对于常用的M(T)型试验件来说，在宽度W≥406mm，而厚度B≤5mm时，在试验过程中随着载荷的增加，会发生明显的屈曲变形，对试验结果K_R曲线和Kc值的准确性造成严重的影响。并且在试验中，试验件的宽度有W＝500mm甚至更大尺寸。因此设计一种可用于多种规格金属薄板断裂韧性试验的防屈曲装置以及合适的试验方法就很有必要。

发明内容

本发明针对目前金属薄板试验件在进行断裂韧性试验过程中，随着拉伸载荷的增大无法避免的出现屈曲问题，提供一种断裂韧性试验的防屈曲装置，同时提供一种使用该防屈曲装置进行断裂韧性试验的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种断裂韧性试验防屈曲装置，包括试验机底座、试验机底座上方的一对试验机横梁以及试验机底座上用于固定试验件的夹持机构，

所述夹持机构包括固定于所述试验机底座上的一对支架，滑动连接于所述支架上的一对夹具，用于夹持所述试验件前后两侧且相互固定的两组夹持板，以及分别用于支撑所述夹持板上部的上支撑结构和下部的下支撑结构；其中，

所述试验件的左右两端夹持于所述的一对夹具内；所述夹持板设于所述的一对支架之间，且所述夹持板的底部安装有滚轮支架，所述滚轮支架置于所述试验件底座上；所述上支撑结构固定于所述试验机横梁上，所述下支撑结构固定于所述支架上。

优选的，所述夹具的底部固定有滑块，所述支架上设有相应的滑轨，所述滑块可在所述滑轨上左右滑动。

优选的，每组所述夹持板包括若干块并列设置的型材夹板，所述型材夹板的竖直长度大于所述试验件的竖直长度，位于所述试验件前后两侧的所述型材夹板的上下端通过固定件可拆卸地固定连接。

优选的，所述夹持板的中部开有中心观察孔。

优选的，所述滚轮支架为冲压万向球。

优选的，所述上支撑结构包括设于每组夹持板外侧且左右延伸的水平支梁底杆、上侧挡杆，以及前后方向延伸的两个上侧支梁，所述支梁底杆、上侧支梁和上侧挡杆从下至上依次固定连接，其中，所述支梁底杆固定于所述试验机横梁上，两个所述上侧支梁使用角件垂直固定于所述支梁底杆的两侧，且所述上侧支梁的内侧端和所述夹持板相抵接；所述上侧挡杆使用角件固定于两个所述上侧支梁上，且所述上侧挡杆的内侧面紧靠于所述夹持板的外表面。