[发明专利]一种空心夹层X型支架单臂力学性能试验方法

说明书

本发明提供了一种空心夹层X型支架单臂力学性能试验方法，以X型支架的接头段(01)、过渡段(02)和一部分等直段(03)为待测试样(12)，使用包括上端工装(11)和下端工装(13)的夹持装置连接固定待测试样(12)；待测试样(12)与上端工装(11)通过胶接进行连接和传载；通过下端工装(13)来使固定后的待测试样(12)的等直段(03)轴线垂直于上端工装(11)的顶面和下端工装(13)的底面；力学性能试验机的作动端与上端工装(11)固定连接，固定端将下端工装(13)固定，然后通过力学性能试验机的作动端在垂直方向施加拉伸和压缩载荷，获取所述X型支架单臂的力学性能数据。

技术领域

本发明总体地涉及力学性能测试技术领域，具体地涉及一种空心夹层X型支架单臂力学性能试验方法。

背景技术

X型支架是一种用于连接火箭发动机燃料储箱的新型支架结构。该X型支架主体采用中空的结构形式，由四个部分组成，依次分别是接头段、过渡段、等直段和交叉段：接头段为平板状接头，用于X支架与燃料储箱端框连接；过渡段、等直段和交叉段为X型支架的主体部分，由中间板和两侧的帽形结构粘结而成，中间板起主要承载作用，传递绝大部分拉伸和压缩载荷，帽形结构主要起增强结构压缩稳定性作用，中间板和两侧的帽形结构结合形成X型支架主体部分的“中”字型截面；交叉段的截面特征为“中”字型截面交叉形成的空心结构；过渡段为变截面尺寸的“中”字型结构，由等直段的“中”字型截面过渡到接头段的板状截面，连接等直段和接头段。

X型支架的等直段和交叉段为平面型空心夹层结构，其承载效率高，受力状态较为均匀。等直段主要承受沿等直段轴线的轴向载荷。过渡段和接头段为扭转型结构，由“中”字型截面结构渐变至板状结构，其受力状态复杂，是整个X型支架结构中的薄弱段。因此，测量X型支架结构薄弱段的力学性能需要对包含接头段、过渡段和一部分等直段的X型支架单臂进行力学性能试验。

空心夹层X型支架单臂力学性能试验是检验X型支架结构设计是否满足设计要求的一个重要条件，其主要目的是考核所设计的X型支架连接区域强度是否满足设计要求。根据实际载荷工况，X型支架先承受拉伸载荷再承受压缩载荷，因此空心夹层X型支架单臂力学性能试验需要先测试拉伸强度，再测试压缩强度。开展空心夹层X型支架单臂力学性能试验主要面临两个困难：(1)X型支架接头段与等直段存在扭转角，试验中需要解决待测试样的加载方向问题；(2)等直段为“中”字型空心结构，难以夹持和传载。

发明内容

本发明针对现有技术中的空心夹层X型支架单臂力学性能研究的困难，提出一种空心夹层X型支架单臂力学性能试验方法，所述X型支架单臂包含接头段、过渡段和一部分等直段，该方法解决了X型支架单臂待测试样的加载方向问题；同时针对等直段的“中”字型空心结构，设计了夹持装置和传载方法。

本发明的技术方案是，一种空心夹层X型支架单臂力学性能试验方法，所述X型支架从交叉点处向外依次包括交叉段、等直段、过渡段和接头段，接头段为平板形状接头，用于X型支架与燃料储箱连接端框连接；过渡段、等直段和交叉段为X型支架的主体部分，由中间板和两侧的帽形结构粘结而成，中间板和两侧的帽形结构结合形成X型支架主体部分的“中”字型截面，交叉段的截面特征为“中”字型截面交叉形成的空心结构；过渡段为变截面尺寸的“中”字型结构，由等直段的“中”字型截面过渡到接头段的板状截面，连接等直段和接头段；所述单臂为接头段、过渡段和一部分等直段，上述接头段、过渡段和一部分等直段构成待测试样；所述力学性能试验使用的设备包括：力学性能试验机和用于连接固定待测试样的夹持装置；所述力学性能试验机包括可上下移动实现垂直加载作用力的作动端和底座固定端；所述夹持装置包括上端工装和下端工装；待测试样连接固定于夹持装置的上端工装和下端工装之间，并且使固定后的待测试样的等直段轴线垂直于上端工装的顶面和下端工装的底面；力学性能试验机的作动端与上端工装固定连接，固定端将下端工装下端固定，然后通过力学性能试验机的作动端在垂直方向施加载荷，获取所述X型支架单臂试样的力学性能数据。