本發明涉及復合材料實驗，尤其涉及一種長桁蒙皮界面實驗裝置及其操作方法。
背景技術：
1、自從高模量高強度復合材料憑借輕量化、抗疲勞、耐腐蝕等優異特性首次應用于航空領域以來，飛機機翼、機身等核心結構中已廣泛存在各類復合材料連接結構，而連接部位作為力學傳遞的關鍵節點，其可靠性直接關乎整機安全。現有技術中，為精準測得這類復合材料連接結構的面外釘拉脫性能，結合試驗件結構特點及施加載荷的工程需求，常用的測試方案主要有兩種：一、選取專用測定復合材料面外釘拉脫性能的試驗裝置，通過對釘連接兩側的復合材料結構分別進行可靠夾持與固定后，施加反向拉脫載荷開展試驗，以此直接獲取復合材料釘連接的拉脫強度參數；二、選取帽型長桁拉脫專用試驗裝置，先將壁板兩端采用剛性夾具固支以模擬實際裝配工況，再對帽型長桁沿縱向施加平穩遞增的拉脫載荷，間接實現對復合材料連接部分的拉脫性能測試，為結構設計與安全評估提供數據支撐。
2、但是，以上兩種方案在實際應用中均存在明顯不足：第一種方案的拉脫測試對象聚焦于連接復合材料結構的緊固件，夾具與復合材料部分通過釘連接方式固定，導致裝夾步驟繁瑣、定位精度要求高，大幅影響夾具裝夾效率與測試流程順暢性；第二種方案的夾具僅針對帽型長桁結構試驗件設計，適配性極差，且支撐方式單一僅為固支，安裝時需反復調整兩側夾具的位置對稱性，調整過程耗時且難以保證精度；同時，拉脫加載夾具與試驗件帽頂為硬金屬直接接觸，接觸過程中未對復合材料部分進行有效固定，易因局部應力集中造成帽頂破壞，且該夾具結構固定，無法適配t型、工字形等航空領域常見形式的長桁結構試驗件，適用范圍受限。
3、因此，亟需提出一種長桁蒙皮界面實驗裝置及其操作方法以解決上述問題。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種長桁蒙皮界面實驗裝置，根據復合材料長桁形式特點、試驗內容及支撐邊界形式，選擇合適夾具，通過雙螺紋頂緊，提高試驗裝夾效率，避免因頻繁裝夾造成復材試驗件發生額外非預期損傷。
2、為達此目的，本發明采用以下技術方案：
3、一種長桁蒙皮界面實驗裝置，適用于不同形狀的長桁試驗件，該長桁蒙皮界面實驗裝置包括：
4、支撐裝置，包括固定底座、兩個支撐底座、兩個第一支撐夾具和兩個第二支撐夾具，兩個支撐底座相對設置于固定底座上，且與固定底座滑動連接，兩個支撐底座相對的兩側分別開設有夾具固定槽，兩個夾具固定槽的槽口相對，第一支撐夾具與夾具固定槽的側壁通過第一螺栓連接，第二螺栓轉動穿設于夾具固定槽的側壁并與第一支撐夾具抵接，第二支撐夾具與夾具固定槽的另一側壁固定連接，試驗件的長壁板能夾設于第一支撐夾具和第二支撐夾具之間；
5、加載裝置，包括加載機構和加載夾具，加載機構的一端與試驗機連接，加載機構的另一端通過螺栓與加載夾具可拆卸連接，加載夾具夾持試驗件，或，加載夾具與試驗件的腹板抵接。
6、作為優選，加載夾具包括工件固定件和兩個硬橡膠塊，加載機構的另一端與工件固定件的一側可拆卸連接，工件固定件的另一側設有通槽，兩個硬橡膠塊相背的側表面分別與通槽相對兩側的側壁抵接，且試驗件的連接部夾設于兩個硬橡膠塊之間。
7、作為優選，通槽的側壁上設有鋸齒，硬橡膠塊的側表面與鋸齒咬合固定。
8、作為優選，試驗件連接部的兩側分別與兩個硬橡膠塊抵接，試驗件的短壁板朝向通槽的底壁；
9、或，硬橡膠塊通過第三螺栓與試驗件連接。
10、作為優選，加載機構包括第一拉桿、球頭萬向軸和傳動桿，第一拉桿的一端與試驗機連接，第一拉桿的另一端通過球頭萬向軸與傳動桿連接，傳動桿通過第一鎖緊螺母與工件固定件的一側固定連接。
11、作為優選，第一支撐夾具設有第一夾持部，第二支撐夾具設有第二夾持部，試驗件的長壁板夾設于第一夾持部與第二夾持部之間：
12、沿支撐底座的寬度方向，第一夾持部的橫截面和第二夾持部的橫截面為弧形；
13、或，沿支撐底座的寬度方向，第一夾持部的橫截面和第二夾持部的橫截面為方形。
14、作為優選，固定底座朝向支撐底座一側設有刻度線，支撐底座朝向固定底座一側設有對準線，對準線隨支撐底座的滑動沿刻度線往復移動。
15、作為優選，第一螺栓的數量為兩個，兩個第一螺栓分布于第二螺栓的兩側，且第二螺栓的公稱直徑大于第一螺栓的公稱直徑。
16、作為優選，加載機構包括壓桿，加載夾具包括壓縮塊，壓桿的一端與試驗機連接，壓桿的另一端通過第三鎖緊螺母與壓縮塊的一側可拆卸連接，壓縮塊的另一側與試驗件的表面抵接。
17、本發明的另一個目的在于提供一種長桁蒙皮界面實驗裝置的操作方法，根據復合材料長桁形式特點、試驗內容及支撐邊界形式，選擇合適夾具，通過雙螺紋頂緊，提高試驗裝夾效率，避免因頻繁裝夾造成復材試驗件發生額外非預期損傷。
18、為達此目的，本發明采用以下技術方案：
19、一種長桁蒙皮界面實驗裝置的操作方法，適用于上述的長桁蒙皮界面實驗裝置，包括如下步驟：
20、s1、選取符合選取邊界條件要求的加載夾具，將固定底座置于試驗機底部，將支撐底座置于固定底座上；
21、s2、將試驗件置于第一支撐夾具和第二支撐夾具之間，按照試驗件長壁板的尺寸，調整兩個支撐底座的位置并固定，然后擰緊第一螺栓；
22、s3、將試驗件與加載夾具連接固定；
23、s4、預加載試驗，加載至試驗件預估失效時載荷的30%；
24、s5、施加載荷進行對中調試：試驗件寬度方向同一剖面的三片數據為一組，記錄三個應變片數值，計算試驗件的彎曲百分比；
25、s6、進行正式試驗，記錄測試的破壞載荷、破壞應變和試驗件破壞模式。
26、本發明的有益效果：
27、本發明提供一種長桁蒙皮界面實驗裝置，根據復合材料長桁形式特點、試驗內容及支撐邊界形式，選擇合適夾具，通過雙螺紋頂緊，提高試驗裝夾效率，避免因頻繁裝夾造成復材試驗件發生額外非預期損傷。長桁蒙皮界面實驗裝置包括支撐裝置和加載裝置，支撐裝置包括固定底座、兩個支撐底座、兩個第一支撐夾具和兩個第二支撐夾具，加載裝置包括加載機構和加載夾具。根據不同形狀長桁試驗件的結構形式特點、拉脫強度等試驗內容及對應支撐邊界形式要求，選取符合邊界條件的加載夾具。先將固定底座平穩置于試驗機底部，再將支撐底座精準安放于固定底座之上，隨后將長桁試驗件平穩置于第一支撐夾具與第二支撐夾具之間。按照試驗件長壁板的實際尺寸，細致調整兩個支撐底座的間距并通過定位銷固定，接著擰緊第一螺栓，將試驗件與加載夾具牢固連接固定后，開展預加載試驗。試驗結束后，擰緊第二螺栓，使第一支撐夾具向背離第二支撐夾具的方向平穩移動，便于試驗件快速取下；通過第一螺栓和第二螺栓集成的快拆裝置，大幅簡化試驗件的裝夾與拆卸流程，顯著提高試驗裝夾效率，同時避免因頻繁裝夾產生額外應力導致試驗件出現非預期損傷，從而保障試驗數據的精準性。
28、本發明還提供一種長桁蒙皮界面實驗裝置的操作方法，適用于上述的長桁蒙皮界面實驗裝置，根據不同形狀的長桁試驗件的結構形式特點、拉脫強度等試驗內容及對應支撐邊界形式要求，選取符合邊界條件的加載夾具，試驗結束后，擰緊第二螺栓，使第一支撐夾具向背離第二支撐夾具的方向平穩移動，便于試驗件快速取下；通過第一螺栓和第二螺栓集成的快拆裝置，大幅簡化試驗件的裝夾與拆卸流程，顯著提高試驗裝夾效率，同時避免因頻繁裝夾產生額外應力導致試驗件出現非預期損傷，從而保障試驗數據的精準性。