Устройство для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости и способ испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель - RU2015144560A
Код документа: RU2015144560A
Формула
1. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5),
при этом устройство (1) содержит:
- натяжной элемент (81);
- нажимной элемент (85), расположенный с возможностью перемещения относительно натяжного элемента (81);
- элемент (87) распределения силы; и
- прибор (82) для измерения силы, расположенный между указанным нажимным элементом (85) и указанным элементом (87) распределения силы;
причем:
- натяжной элемент (81) расположен и сконфигурирован для приложения испытательного усилия (Т) предела прочности при растяжении к элементу (50) приложения нагрузки; и
- нажимной элемент (85) механически соединен с натяжным элементом (81) так, что противодействующая сила (R), возникающая вследствие приложения указанного испытательного усилия (Т) предела прочности при растяжении, передается и распределяется на поверхности композитной сэндвич-панель (5) вокруг элемента (50) приложения нагрузки с помощью указанного элемента (87) распределения силы; отличающееся тем, что:
- прибор (82) для измерения силы сконфигурирован для измерения указанной противодействующей силы (R) между нажимным элементом (85) и поверхностью композитной сэндвич-панели (5);
- указанный прибор (82) для измерения силы содержит по меньшей мере три расположенных не на одной прямой датчика (82.1-82.3) силы вокруг указанного элемента (87) распределения силы.
2. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), по п. 1, дополнительно содержащее средство (83) захвата, присоединенное к натяжному элементу (81) и сконфигурированное для захвата с возможностью последующего снятия испытательного штифта (100), принятого в
указанном элементе (50) приложения нагрузки для приложения указанного испытательного усилия (Т) к элементу (50) приложения нагрузки.
3. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), по одному из пп. 1 или 2, причем элемент (87) распределения силы содержит упругий участок, сконфигурированный для компенсации неровной или криволинейной поверхности композитной сэндвич-панели (5).
4. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), по одному из пп. 1 или 2,
причем:
- натяжной элемент (81) расположен с возможностью скольжения предпочтительно по существу концентрически внутри нажимного элемента (85);
- натяжной элемент (81) сконфигурирован для приложения указанного испытательного усилия (Т) к элементу (50) приложения нагрузки посредством принуждения к скольжению от поверхности композитной сэндвич-панели (5).
5. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), по одному из пп. 1 или 2,
причем:
- нажимной элемент (85) содержит внешнюю по существу цилиндрическую трубку;
- натяжной элемент (81) содержит внутреннюю по существу цилиндрическую трубку, расположенную с возможностью скольжения внутри внешней цилиндрической трубки;
- элемент (87) распределения силы содержит по существу круговое кольцо, предпочтительно расположенное по существу концентрически с указанной внутренней по существу цилиндрической трубкой; и
- по меньшей мере три датчика (82.1-82.3) силы расположены по существу равномерно по окружности внешней по существу цилиндрической трубки.
6. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), согласно одному из пп. 1 или 2,
причем:
- композитная сэндвич-панель (5) содержит первый облицовочный лист (10), присоединенный к легкому среднему слою (15), и
- указанный элемент (50) приложения нагрузки представляет собой вставку (50), установленную в вырез (30) композитной сэндвич-панели (5), проходящий через ее первый облицовочный лист (10) и в ее легкий средний слой (15).
7. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), согласно одному из пп. 1 или 2,
причем натяжной элемент (81) выполнен с возможностью перемещения относительно нажимного элемента (85), поскольку нажимной элемент (85) механически соединен с натяжным элементом (81) посредством рычажного механизма (60), сконфигурированного для разведения натяжного элемента (81) и нажимного элемента (85), таким образом прикладывая испытательное усилие (Т).
8. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), по п. 7,
причем рычажный механизм (60) содержит:
- первое плечо (61) рычага с первой концевой частью (61.1), поворотно соединенной с натяжным элементом (81), и второй концевой частью (61.2), поворотно соединенной с первым цапфовым элементом (64);
- второе плечо (62) рычага с первой концевой частью (62.1), поворотно соединенной с нажимным элементом (85), и второй концевой частью (62.2), поворотно соединенной с первым цапфовым элементом (64);
- ходовой винт (63), принимаемый с возможностью вращения первым цапфовым элементом (64);
и рычажный механизм (60) сконфигурирован для увеличения и уменьшения соответственно расстояния между первой концевой частью (61.1) первого плеча (61) рычага и первой концевой частью (62.1) второго плеча (62) рычага посредством вращения ходового винта (63), разводя натяжной элемент (81) и нажимной элемент (85), таким образом прикладывая указанное испытательное усилие (Т),
при этом ходовой винт (63) предпочтительно вращается посредством электрического двигателя (75).
9. Устройство (80) для испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), по п. 8, причем указанный рычажный механизм (60) представляет собой симметричный рычажный механизм, дополнительно содержащий:
- третье плечо (65) рычага с первой концевой частью (65.1), поворотно соединенной с натяжным элементом (81), и второй концевой частью (65.2), поворотно соединенной со вторым цапфовым элементом (67);
- четвертое плечо (66) рычага с первой концевой частью (66.1), поворотно соединенной с нажимным элементом (85), и второй концевой частью (66.2), поворотно соединенной со вторым цапфовым элементом (67),
где ходовой винт (63) принимается с возможностью вращения указанным вторым цапфовым элементом (67), и где
рычажный механизм (60) образует конструкцию, подобную параллелограммному домкрату.
10. Способ испытания предела прочности при растяжении вне плоскости элемента (50) приложения нагрузки, установленного в композитную сэндвич-панель (5), предпочтительно композитную сэндвич-панель (5), характеризующуюся наличием первого облицовочного листа (10), присоединенного к легкому среднему слою (15), при этом способ предусматривает стадии:
- обеспечения устройства (80) для испытания, содержащего натяжной элемент (81), нажимной элемент (85), расположенный с возможностью перемещения относительно натяжного элемента (81) и механически соединенный с ним, элемент (87) распределения силы и прибор (82) для измерения силы, расположенный между указанным нажимным элементом (85) и указанным элементом (87) распределения силы;
- обеспечения указанного прибора (82) для измерения силы как по меньшей мере трех датчиков (82.1-82.3) силы, расположенных не на одной прямой вокруг указанного элемента (50) приложения нагрузки;
- размещения указанного устройства (80) для испытания над композитной сэндвич-панелью (5) так, что элемент (87) распределения силы расположен между поверхностью композитной сэндвич-панели (5) и прибором (82) для измерения силы и вокруг указанного элемента (50) приложения нагрузки;
- приложения и постепенного увеличения испытательного усилия (Т)
предела прочности при растяжении вплоть до предварительно определенного порогового значения к элементу (50) приложения нагрузки с помощью натяжного элемента (81), таким образом приводя к тому, что нажимной элемент (85) передает и распределяет результирующую противодействующую силу (R) как поверхностное давление на поверхности композитной сэндвич-панели (5) вокруг элемента (50) приложения нагрузки с помощью элемента (87) распределения силы; и
- измерения противодействующей силы (R) между нажимным элементом (85) и поверхностью композитной сэндвич-панели (5) посредством прибора (82) для измерения силы как суммы измерения указанных по меньшей мере трех датчиков (82.1-82.3) силы, при этом уменьшение измеренной противодействующей силы (R), в то время как испытательное усилие (Т) предела прочности при растяжении постепено увеличивается, является индикацией повреждения композитной сэндвич-панели (5) и/или ее элемента (50) приложения нагрузки.
11. Способ испытания предела прочности при растяжении вне плоскости по п. 10, дополнительно предусматривающий стадии:
- установки испытательного штифта (100) во вставку (50) композитной сэндвич-панели (5), предпочтительно посредством беззазорной посадки и/или прессовой посадки;
- обеспечения средства (83) захвата, присоединенного к натяжному элементу (81) устройства для испытания (80);
при этом указанное испытательное усилие (Т) предела прочности при растяжении прикладывается ко вставке (50) посредством указанного средства (83) захвата, тянущего к себе указанный испытательный штифт (100).
12. Способ испытания предела прочности при растяжении вне плоскости по одному из пп. 10 или 11, дополнительно предусматривающий стадию снабжения указанного элемента (87) распределения силы упругим участком, сконфигурированным для компенсации неровной или криволинейной поверхности композитной сэндвич-панели (5).
13. Способ испытания предела прочности при растяжении вне плоскости по одному из пп. 10 или 11, в котором указанное испытательное усилие (Т) предела прочности при растяжении прикладывается к элементу (50) приложения нагрузки посредством разведения натяжного элемента (81) и нажимного элемента (85) посредством рычажного механизма (60), предпочтительно рычажного механизма, подобного параллелограммному домкрату, сконфигурированного так, что посредством
вращения ходового винта (63), действующего на механизм плечей (61, 62, 65, 66) рычагов, натяжной элемент (81) и нажимной элемент (85) разводятся, при этом указанный ходовой винт (63) предпочтительно вращается посредством электрического двигателя (75).
