工程結(jié)構(gòu)中拉剪,、壓剪復(fù)合加載試驗方法探討
■ 南京航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院 汪勇 湯劍飛
[摘 要] 本文對工程結(jié)構(gòu)中拉剪,、壓剪試驗方法進(jìn)行了綜述和分析,,并針對實現(xiàn)航空結(jié)構(gòu)中,,平板和加筋板等典型受力構(gòu)件的拉剪、壓剪復(fù)合受力試驗這一技術(shù)難題,,對現(xiàn)有的幾種試驗方法進(jìn)行了分析和研究,,認(rèn)為以現(xiàn)有的試驗方法很難方便的實現(xiàn)拉剪、壓剪復(fù)合加載試驗,。為解決這一技術(shù)難題,,本文提出一種結(jié)構(gòu)簡便,可在普通材料試驗機(jī)實現(xiàn)拉剪,、壓剪復(fù)合受力試驗的方案,,并就這一方案對試驗夾具的基本組成原理和載荷的分配與合成進(jìn)行了分析和討論。通過試驗研究與分析,,認(rèn)為這一試驗方案*可行,。
[關(guān)鍵詞] 拉剪 壓剪 復(fù)合加載 試驗方案 試驗裝置
1 引言
在工程結(jié)構(gòu)中,有很多材料與結(jié)構(gòu)在使用中常處于拉/壓力和剪力的同時作用下,,如何通過試驗來再現(xiàn)結(jié)構(gòu)的實際承載情況,,是一件困難而十分有意義的研究。如在土木工程中的橋梁的減震墊,、薄壁箱式梁,、混凝土結(jié)構(gòu)中的剪力墻等,在實際的應(yīng)用中常處于壓剪或拉剪復(fù)合載荷的作用下,。在航空,、航天、航海工程結(jié)構(gòu)中,,平板和加筋板為典型受力構(gòu)件,,它們都處于單向拉伸、壓縮和剪切復(fù)合受力狀態(tài),,而這一類構(gòu)件在拉剪,、壓剪復(fù)合受力下的穩(wěn)定性和強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)力學(xué)中的重要研究課題。特別是在現(xiàn)代飛行器設(shè)計中,,必須研究蒙皮等薄壁結(jié)構(gòu)在復(fù)雜載荷下的強(qiáng)度問題,,迫切需要在實驗室中實現(xiàn)這種載荷狀態(tài),來考核材料的強(qiáng)度,,為下一步的理論建立做準(zhǔn)備,。
*以來,對于這一類構(gòu)件實現(xiàn)拉剪,、壓剪復(fù)合加載是十分困難的,。目前可以采用多通道協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)或多軸試驗機(jī)和輔助夾具來實現(xiàn),但由于這些設(shè)備價格昂貴,,加之實現(xiàn)過程中也有一定的難度,,所以很少采用。
通過由板件和筋條組成的盒段通過彎扭可以實現(xiàn)板的拉剪和壓剪試驗,,但是該方法適用于板的穩(wěn)定性試驗,,在強(qiáng)度試驗中,試驗成本較高,,且不能達(dá)到滿意的效果,。
在平板和加筋板結(jié)構(gòu)的壓剪穩(wěn)定性試驗中,也可以通過一些復(fù)雜的加載裝置來實現(xiàn),。但用于強(qiáng)度試驗則效果不佳,,尤其對于小尺寸試件而言。同時如壓剪比例變化,,則要更換夾具,,安裝技術(shù)要求高,使用不方便,,制造成本也很高,。
因此采用上述幾種方法在同一套試驗裝置上,同時實現(xiàn)不同比例的拉剪和壓剪試驗是十分困難的,。為解決這一問題,,本文在對上述幾種試驗方案分別進(jìn)行了研究和分析的基礎(chǔ)上提出了一種可在普通試驗機(jī)上實現(xiàn)對平板同步協(xié)調(diào)施加拉剪、壓剪復(fù)合載荷的試驗方案,。