一種螺栓切向載荷應變測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及飛機試驗裝置結構設計技術領域，具體而言，涉及一種螺栓切向 載荷應變測量裝置。
【背景技術】
[0002] 在工程設計和飛機設計技術領域中，很多機械結構是由螺栓緊固，在機械的常規(guī) 工況中，結構通常是由多個螺栓所緊固。之前的工程計算中，我們通常將所有載荷當作均布 載荷平均分配到各個螺栓中。但是實際情況并不是這樣，一個工程件的螺栓由于所處位置， 載荷形式等原因，每個螺栓的承載情況不是相同的。這樣會引起某個螺栓的疲勞性和承載 能力與原有設計出現(xiàn)偏差，從而影響結構安全性。而傳統(tǒng)測試方法無法在螺栓這種小尺寸 物體上進行貼片測量，不能直接測量出螺栓上的切向載荷，從而，無法驗證每個螺栓上載荷 分配計算方法的正確性。
[0003] 現(xiàn)在亟需解決的技術問題是如何設計一種試驗室用螺栓切向載荷應變測量裝置， 在不采用應變片的情況下測量出螺栓的切向應變量，并由此得出螺栓所受的切向載荷，增 強試驗的可操作性，并且能夠提高試驗測量的準確性和精度。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種結構簡單合理的螺 栓切向載荷應變測量裝置。
[0005] 本實用新型的目的通過如下技術方案實現(xiàn):一種螺栓切向載荷應變測量裝置，用 于實驗室內螺栓的性能測試，包括：固定座，設置有平板結構，平板結構上設置有固定孔貫 穿所述平板結構;壁板，為平板結構，壁板上設置有螺栓孔，螺栓孔與固定座上的固定孔的 孔徑相等;螺栓，在遠離螺栓的大頭端的另一端設置有平面反光體，反光體的反光面背離所 述螺栓的大頭端;螺母;激光筆;激光接收板，激光筆貫穿激光接收板并固定于激光接收板 上;通過螺母與螺栓配合將壁板固定在所述固定座上，激光筆發(fā)出激光射到反光體的反光 面上，反射的激光射到所述激光接收板上，在壁板上施加載荷，通過激光接收板上激光位置 的變化確定螺栓的應變量。
[0006] 上述方案中優(yōu)選的是，激光接收板上設置有同心圓，激光筆設置于同心圓的圓心 處。其目的是使反光體反射到激光接收板上的激光點在上述任一同心圓的半徑上。
[0007] 上述任一方案中優(yōu)選的是，同心圓中每兩個相鄰圓之間的距離相等。激光筆在圓 心處，反光體所反射的激光落在任一同心圓的半徑上，在無測量裝備或者對偏轉量精度要 求不高時可以根據(jù)偏轉的同心圓的間隔數(shù)量算出偏轉的位移。
[0008] 上述任一方案中優(yōu)選的是，反光體為平面鏡。平面鏡的反射率高且?guī)缀醪话l(fā)生偏 折現(xiàn)象，對測量精度起著至關重要的作用。
[0009] 本實用新型所提供的螺栓切向載荷應變測量裝置的有益效果在于，能夠在多螺栓 非均勻受載情況下測定每個螺栓所承受的切向載荷，測得相對于結構的嚴重承載部位，達 到之前無法完成的測試要求;在不改變試驗裝置、不增加額外載荷和限制條件的前提下，通 過受載螺栓的撓度變化情況確定各螺栓的切向載荷，中間沒有引入其他過程量和過程添 加，保證了試驗結果的精確性;試驗要求儀器簡單，市場易于采購，便于各實驗室的應用，并 降低成本。
[0010]提出的螺栓載荷試驗測量方法能夠簡單有效地對螺栓切向載荷進行測量，為強度 細節(jié)分析提供試驗數(shù)據(jù)驗證。該項目為此類系統(tǒng)結構提高承載能力、降低設計制造成本和 減輕結構重量提供了試驗依據(jù)結構簡單，制造方便，裝置穩(wěn)定性高，安全可靠。
【附圖說明】
[0011]圖1是按照本實用新型的螺栓切向載荷應變測量裝置的一優(yōu)選實施例的結構示意 圖；
[0012]圖2是按照本實用新型的螺栓切向載荷應變測量裝置的圖1所示實施例進行試驗 的光路分析示意圖。
[0013]附圖標記：
[0014] 1 -固定座、2-壁板、3-螺栓、4-反光體、5-螺母、6-激光筆、7-激光接收板。
【具體實施方式】
[0015] 為使本實用新型實施的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型 實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實 施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例 是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制?；诒緦嵱眯?型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
[0016] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內"、"外"等指示的方位或位置關系為基于附圖所 示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指 的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用 新型保護??圍的限制。
[0017] 如圖1-圖2所示，本實用新型提供的螺栓切向載荷應變測量裝置，包括固定座1，設 置有平板結構，所述平板結構上設置有固定孔貫穿所述平板結構;壁板2，為平板結構，所述 壁板上設置有螺栓孔，螺栓孔與固定座1上的固定孔的孔徑相等;螺栓3，在遠離螺栓3的大 頭端的另一端設置有平面反光體4，反光體的反光面背離螺栓3的大頭端;螺母5;激光筆6; 激光接收板7,激光筆6貫穿激光接收板7并固定于激光接收板7上;通過螺母5與螺栓3配合 將壁板2固定在固定座1上，激光筆6發(fā)出激光射到反光體4的反光面上，反射的激光射到激 光接收板7上，在壁板2上施加載荷，通過激光接收板7上激光位置的變化確定螺栓3的應變 量。
[0018] 本實用新型提供的螺栓切向載荷應變測量裝置，壁板2通過螺栓3與螺母5配合將 上述壁板2固定于在上述固定座1上，螺栓3的端部設置有反光體4。與反光體4配合設置有激 光筆6與激光接收板7，激光筆設置于激光接收板7的中心位置，激光接收板7上以激光筆6所 在點為圓心設置有同心圓，同心圓中每兩個相鄰的圓之間的距離相等，激光筆6發(fā)出激光的 時，經(jīng)過反光體4反射會在激光接收板7上留下反光點，當施加載荷的時候，由于螺栓3桿受 力彎曲會產生撓度的變化而導致反光點發(fā)生變化。此時，螺栓3到激光筆6的距離確定，可以 通過反光點的位置測量變化而推出螺栓3的變化角度，而這個變化角度是由壁板2所受載荷 所造成的，所以，反推回去的載荷就是原來試驗中的切向載荷。在壁板2上施加載荷，由于螺 栓3、壁板2、固定座1、螺母5可作為一個整體，施加的載荷只是改變了螺栓3的撓度。通過激 光筆6發(fā)出的激光射到反光體4上，反射的激光射到激光接收板7上。然后給壁板2施加載荷， 最終導致的是在螺栓3上的反光體4發(fā)生偏轉，導致激光接收板7上反射的激光點發(fā)生偏轉， 通過偏轉角度即可計算得出壁板2上施加載荷的大小。
[0019] 在具體的使用本實用新型提供的螺栓切向載荷應變測量裝置的過程中，以某一具 體試驗為具體實施例進行闡述。
[0020] 參照如圖1所示螺栓切向載荷應變測量裝置的結構示意圖組裝試驗裝置并進行試 驗。參照圖2,0為反光體4反射光點處，光源點為A點，在不加載荷的時候反射點B點，加載之 后的反射點C點。測量AB，AC，BC之間的距離分別為a，c，b，r為螺帽到孔心的距離。我們可以 計算處光源最終擺動角并通過擺角來求得切向載荷P。
[0023] 壁板2的厚度為L = 10mm，螺母3的直徑為d = 10.5mm,半徑為r = 5.25mm，螺栓3、螺 母5都是鋼的，E = 2EllPa，AB,、AC、BC之間的距離分別為a= lmm，b = 1.5mm，c = 1.2mm,白板 距離x = 10000mm。則可以得到螺栓所受載荷為:其中〗為圓柱界面的慣性矩為：
[0025] 偏轉角度：
[0027] 螺栓載荷：
[0029]以上結合本實用新型的螺栓切向載荷應變測量裝置具體實施例做了詳細描述，但 并非是對本實用新型的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡 單修改均屬于本實用新型的技術范圍，還需要說明的是，按照本實用新型的螺栓切向載荷 應變測量裝置技術方案的范疇包括上述各部分之間的任意組合。
【主權項】
1. 一種螺栓切向載荷應變測量裝置，用于實驗室內螺栓的性能測試，其特征在于，包 括： 固定座（1 )，設置有平板結構，所述平板結構上設置有固定孔貫穿所述平板結構； 壁板(2)，設置有螺栓孔，所述螺栓孔與所述固定座（1)上的固定孔的孔徑相等； 螺栓(3)，在遠離所述螺栓(3)的大頭端的另一端設置有平面反光體(4)，反光體的反光 面背離所述螺栓(3)的大頭端； 螺母(5); 激光筆(6); 激光接收板(7)，所述激光筆(6)貫穿所述激光接收板(7)并固定于所述激光接收板(7) 上； 通過所述螺母(5)與所述螺栓(3)配合將所述壁板(2)固定在所述固定座（1)上，所述激 光筆(6)發(fā)出激光射到所述反光體(4)的反光面上，反射的激光射到所述激光接收板(7)上， 在所述壁板(2)上施加載荷，通過所述激光接收板(7)上激光位置的變化確定所述螺栓(3) 的應變量。2. 如權利要求1所述的螺栓切向載荷應變測量裝置，其特征在于:所述激光接收板(7) 上設置有同心圓，所述激光筆(6)設置于所述同心圓的圓心處。3. 如權利要求2所述的螺栓切向載荷應變測量裝置，其特征在于:所述同心圓中每兩個 相鄰圓之間的距離相等。4. 如權利要求1所述的螺栓切向載荷應變測量裝置，其特征在于:所述反光體(4)為平 面鏡。
【專利摘要】一種螺栓切向載荷應變測量裝置，涉及飛機試驗裝置結構設計技術領域，用于實驗室內螺栓的性能測試，壁板通過螺栓與螺母配合將上述壁板固定于在上述固定座上，螺栓的端部設置有反光體。與反光體配合設置有激光筆與激光接收板，激光筆設置于激光接收板的中心位置，激光接收板上以激光筆所在點為圓心設置有同心圓，同心圓中每兩個相鄰的圓之間的距離相等。本實用新型提供的螺栓切向載荷應變測量裝置。本實用新型提供的螺栓切向載荷應變測量裝置能夠在多螺栓非均勻受載情況下測定每個螺栓所承受的切向載荷，結構簡單、安全穩(wěn)定，測試精度高，為強度細節(jié)分析提供試驗數(shù)據(jù)驗證。
【IPC分類】G01B11/16, G01L5/16
【公開號】CN205209442
【申請?zhí)枴緾N201521001271
【發(fā)明人】郭子銘, 蘇昱逢, 曲林峰, 王佳瑩, 范瑞敏
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設計研究所
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月4日