本發明涉及力學性能測試，尤其涉及一種用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法。

背景技術：

1、在飛機制造中，需要對一些關鍵部件進行測試，以保證整體質量可靠，其中，在飛機水平安定面的梁腹板結構作為飛機的關鍵部件之一需要進行復合加載試驗。現有技術中，在設計梁腹板結構彎剪復合載荷加載試驗方案時，一般都是針對整個試驗梁(包括梁腹板、連接于梁腹板上端和下端的上緣板和下緣板)截面進行試驗，導致了梁腹板區域的受載(剪力和彎矩)不均勻，無法準確模擬梁腹板區域的受載，從而無法對梁腹板進行準確的試驗驗證。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，能夠準確模擬梁腹板的受載，以對梁腹板的性能進行準確試驗驗證。

2、為達此目的，本發明采用以下技術方案：

3、用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，用于對試驗梁的梁腹板進行性能驗證，設定所述試驗梁的長度為x，上緣加強板和下緣加強板分別與所述試驗梁的上緣板和下緣板固定連接，所述用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法包括如下步驟：

4、s1，計算所述上緣加強板和所述下緣加強板沿所述試驗梁的長度方向上任意一個位置處的寬度bx，根據計算得出的若干bx并設計制作出所述上緣加強板和所述下緣加強板；

5、s2，將制作完成的所述上緣加強板和所述下緣加強板分別固定連接于所述上緣板和所述下緣板；

6、s3，將所述試驗梁、所述上緣加強板和所述下緣加強板位于同一側的第一端固定連接于固定端；

7、s4，根據所述梁腹板的實際受載，計算加載組件在所述試驗梁的第二端所需要施加的載荷力；

8、s5，通過所述加載組件對所述試驗梁的第二端施加載荷力，以驗證所述梁腹板是否能夠滿足使用要求。

9、作為一種可選方案，在步驟s1中，

10、bx＝eispar*fz0x/2eth2/my-spar+b0；

11、其中，eispar為所述試驗梁的彎曲剛度，fz0為所述試驗梁第一端要求能夠承受的載荷力，e是彈性模量，t是所述上緣加強板或所述下緣加強板的厚度，h是所述試驗梁的高度，my-spar為所述梁腹板沿其長度方向上的任意一個位置承受的彎矩，b0為在x＝0時所述上緣加強板和所述下緣加強板的寬度。

12、作為一種可選方案，在步驟s4中，

13、所述加載組件對所述試驗梁的第二端施加的載荷力包括在垂直于所述上緣板和所述下緣板的方向上背向施加的f1和f2，且f1處的施力點與所述試驗梁的第二端之間的距離為l1，f2處的施力點與所述試驗梁的第二端之間的距離為l2，f1＝(my0-fz0l2)/(l2-l1)，f2＝(my0-fz0l1)/(l2-l1)；

14、其中，my0為所述試驗梁的第一端要求能夠承受的彎矩。

15、作為一種可選方案，在步驟s1中，bx的推導過程如下：

16、所述試驗梁沿其長度方向上的任意一個位置承受的剪力fz和彎矩my分別為，

17、fz＝fz0，

18、my＝my0+fz0x，其中，fz0和my0分別為所述試驗梁的第一端要求的載荷；

19、由于剪力主要靠所述梁腹板傳遞，因此，所述梁腹板沿其長度方向上的任意一個位置承受的剪力fz-spar＝fz0；

20、所述梁腹板沿其長度方向上的任意一個位置承受的彎矩my-spar為，

21、my-spar＝(my*eispar)/(eispar+2ebxth2)＝(my0+fz0x)*eispar/(eispar+2ebxth2)，

22、因此得出，my0＝my-spar+2ebxth?2*my-spar/eispar-fz0x，設定2ebxth?2*my-spar/eispar-fz0x＝c，c為常數，進一步得出，bx＝eispar*(c+fz0x)/2eth2/my-spar；

23、當x＝0時，b0＝eispar*c/2eth2/my-spar，求得c＝2eth2*b0*my-spar/eispar；

24、最終得出，bx＝eispar*fz0x/2eth2/my-spar+b0。

25、作為一種可選方案，在步驟s4中，f1和f2的推導過程如下：

26、fz0＝f2-f1，

27、my0＝f2*l2-f1*l1；

28、得出，f1＝(my0-fz0l2)/(l2-l1)，f2＝(my0-fz0l1)/(l2-l1)。

29、作為一種可選方案，在步驟s4中，所述加載組件包括加載板、連接帶板、上加載耳板和下加載耳板，所述連接帶板連接于所述加載板和所述梁腹板的第二端之間，所述上緣加強板的第二端和所述下緣加強板的第二端分別與所述加載板的上表面和下表面連接，所述上加載耳板連接于所述加載板并位于所述加載板的上側，所述下加載耳板連接于所述加載板并位于所述加載板的下側，且所述上加載耳板的施力點與所述試驗梁的第二端的端面之間的距離為l2，所述下加載耳板的施力點與所述試驗梁的第二端的端面之間的距離為l1。

30、作為一種可選方案，所述加載組件還包括防扭桿，所述防扭桿被配置為抵接所述加載板以防止所述加載板發生扭轉。

31、作為一種可選方案，所述防扭桿設置有兩組，兩組所述防扭桿分別抵接于所述加載板垂直于所述梁腹板的方向上兩側面。

32、作為一種可選方案，在步驟s3中，所述固定端包括固定板、上連接角板、下連接角板和側連接角板，步驟s3具體為：

33、將所述梁腹板通過所述側連接角板連接于所述固定板，所述上緣加強板通過所述上連接角板連接于所述固定板，所述下緣加強板通過所述下連接角板連接于所述固定板。

34、作為一種可選方案，在步驟s3之前，先將所述固定板固定于承力墻上。

35、本發明的有益效果：

36、本發明提供的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，根據試驗梁的梁腹板的實際受載計算出上緣加強板和下緣加強板的結構尺寸bx和加載組件所要施加的載荷力，并在試驗梁的上緣板和下緣板分別設置上緣加強板和下緣加強板，以保證加載組件在施加載荷力時，試驗梁的梁腹板受到的彎矩my-spar和剪力fz-spar均與實際受力一致，受力均勻精確。本發明中的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法通過上緣加強板和下緣加強板保證了試驗梁的梁腹板的均勻受載，準確模擬了梁腹板的實際受力，能夠對梁腹板進行準確的試驗驗證，保證試驗梁在實際使用中的穩定。

技術特征：

1.用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，用于對試驗梁(100)的梁腹板(103)進行性能驗證，設定所述試驗梁(100)的長度為x，上緣加強板(1)和下緣加強板(2)分別與所述試驗梁(100)的上緣板(101)和下緣板(102)固定連接，所述用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，在步驟s1中，

3.根據權利要求2所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，在步驟s4中，

4.根據權利要求3所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，在步驟s1中，bx的推導過程如下：

5.根據權利要求4所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，在步驟s4中，f1和f2的推導過程如下：

6.根據權利要求3所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，在步驟s4中，所述加載組件(4)包括加載板(41)、連接帶板(42)、上加載耳板(43)和下加載耳板(44)，所述連接帶板(42)連接于所述加載板(41)和所述梁腹板(103)的第二端之間，所述上緣加強板(1)的第二端和所述下緣加強板(2)的第二端分別與所述加載板(41)的上表面和下表面連接，所述上加載耳板(43)連接于所述加載板(41)并位于所述加載板(41)的上側，所述下加載耳板(44)連接于所述加載板(41)并位于所述加載板(41)的下側，且所述上加載耳板(43)的施力點與所述試驗梁(100)的第二端的端面之間的距離為l2，所述下加載耳板(44)的施力點與所述試驗梁(100)的第二端的端面之間的距離為l1。

7.根據權利要求6所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，所述加載組件(4)還包括防扭桿(45)，所述防扭桿(45)被配置為抵接所述加載板(41)以防止所述加載板(41)發生扭轉。

8.根據權利要求7所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，所述防扭桿(45)設置有兩組，兩組所述防扭桿(45)分別抵接于所述加載板(41)垂直于所述梁腹板(103)的方向上兩側面。

9.根據權利要求1所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，在步驟s3中，所述固定端(3)包括固定板(31)、上連接角板(32)、下連接角板(33)和側連接角板(34)，步驟s3具體為：

10.根據權利要求9所述的用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，其特征在于，在步驟s3之前，先將所述固定板(31)固定于承力墻上。

技術總結
本發明屬于力學性能測試技術領域，公開了一種用于梁腹板彎剪復合加載的試驗方法，S1，計算上緣加強板和下緣加強板的在試驗梁的長度方向上任意一個位置的寬度，并根據計算得出若干寬度并設計制作出上緣加強板和下緣加強板；S2，將上緣加強板和下緣加強板分別固定連接于試驗梁的上緣板和下緣板；S3，將試驗梁、上緣加強板和下緣加強板位于同一側的第一端固定連接于固定端；S4，計算加載組件在試驗梁的第二,所需要施加的載荷力；S5，通過加載組件對試驗梁的第二端施加載荷力。本發明中通過上緣加強板和下緣加強板保證了試驗梁的梁腹板的均勻受載，準確模擬了梁腹板的實際受力，能夠對梁腹板進行準確的試驗驗證，保證試驗梁在實際使用中的穩定。

技術研發人員：肖浩,夏爽,王春壽,李海林,陳琳,季少華,湯家力
受保護的技術使用者：中國商用飛機有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28