蘇 軍，田?？茫仓袕?，2，劉偉強(qiáng)，吳法勇，李 巖

(1.中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所，沈陽(yáng) 110015；2.遼寧省航空發(fā)動(dòng)機(jī)沖擊動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng) 110015)

剪切銷是一種重要的承力連接結(jié)構(gòu)，主要以剪切力的形式承載。推力剪切銷是航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的重要連接形式，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的作用極為重要，將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力傳遞給飛機(jī)，作為飛機(jī)飛行機(jī)動(dòng)的動(dòng)力[1]。各類規(guī)范[2-3]都要求，在各種惡劣工況下，也需要保證發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)之間的連接不失效。推力剪切銷作為冗余安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在服役過程中共同承擔(dān)載荷，為超靜定結(jié)構(gòu)。為了解在工作中兩個(gè)剪切銷之間的載荷分配是否達(dá)到設(shè)計(jì)需要的配比，需要測(cè)試冗余結(jié)構(gòu)剪切銷各自獨(dú)立承擔(dān)的載荷。

對(duì)于剪切銷的剪切載荷測(cè)試，現(xiàn)有測(cè)試方法分為兩種：剪切銷法和連接板法。張建宇等[4]、王春華等[5]、郝志勇等[6]設(shè)計(jì)了釘載傳感器，通過改裝剪切銷，在其上粘貼應(yīng)變計(jì)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試結(jié)果可靠，在復(fù)合材料多釘連接結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用。萬(wàn)一品等[7-8]通過標(biāo)定銷軸上應(yīng)變計(jì)的方式，開展了裝載機(jī)工作裝置銷軸載荷測(cè)試方法與試驗(yàn)研究。然而，較小直徑的剪切銷因無(wú)法粘貼應(yīng)變計(jì)而不能適用。另外，由于需要局部改變剪切銷結(jié)構(gòu)以便于粘貼應(yīng)變計(jì)，剪切銷可能因結(jié)構(gòu)變化而改變了受力狀態(tài)，影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，此方法適用于單個(gè)剪切銷承載或剪切銷安裝在靜定結(jié)構(gòu)中。劉向東等[9]、李鵬等[10]、柳鴻飛等[11]在連接板上粘貼應(yīng)變計(jì)，通過引入計(jì)算的方式進(jìn)行測(cè)試，主要應(yīng)用于薄板釘載荷測(cè)試，對(duì)大載荷剪切銷載荷測(cè)試未見應(yīng)用。郁大照等[12-13]、閆楚良等[14]采用多釘連接板上應(yīng)變計(jì)測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了螺接搭接件力學(xué)特性的三維有限元分析結(jié)果。連接板法適用于單剪、雙剪結(jié)構(gòu)在單方向載荷下的剪切銷載荷分配的測(cè)試，不適用于測(cè)試方向未知情況下的剪切載荷。另外，由于測(cè)試過程中需要引入計(jì)算，其測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性影響因素較多。

本文通過分析發(fā)動(dòng)機(jī)推力剪切銷的承載結(jié)構(gòu)及其受力特點(diǎn)，建立了基于系數(shù)矩陣和標(biāo)定方法的雙剪切銷承載載荷測(cè)試方法，可以不改變連接件的基本結(jié)構(gòu)，保持剪切銷連接結(jié)構(gòu)的受力特征。通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，確定了提出的剪切銷載荷測(cè)試方法及原理的可行性。初步給出了在發(fā)動(dòng)機(jī)航向上進(jìn)行剪切銷承載載荷測(cè)試的誤差，驗(yàn)證了這種剪切銷載荷測(cè)試新方法的適用性。

1 剪切銷承載載荷測(cè)試方法

1.1 雙剪切銷連接結(jié)構(gòu)說明

為簡(jiǎn)化起見，采用兩個(gè)剪切銷的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，方法同樣適用于多個(gè)剪切銷的結(jié)構(gòu)。圖1是推力剪切銷在發(fā)動(dòng)機(jī)典型安裝系統(tǒng)上的位置和剪切銷與孔連接結(jié)構(gòu)示意圖。從圖1中可以看出，剪切銷承受兩個(gè)板之間傳遞的剪切載荷，兩板各自的其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)在圖中已經(jīng)略去。圖1b中4個(gè)連接螺栓的功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)固定到飛機(jī)吊掛上，并承擔(dān)垂直方向的重力和機(jī)動(dòng)載荷；而剪切銷1和2則承擔(dān)底板和連接板之間的面內(nèi)剪切載荷，在俯視圖平面內(nèi)可分解為兩個(gè)剪切銷連線方向(推力方向)和連線垂直方向載荷。本文主要研究?jī)蓚€(gè)剪切銷在連線方向的承載載荷測(cè)試方法并開展驗(yàn)證工作，限于篇幅，連線垂直方向載荷測(cè)試方法及其與連線方向載荷測(cè)試結(jié)果相互影響的解耦等研究將在以后的研究中進(jìn)一步開展。

1.2 測(cè)試方案

為了測(cè)試零部件狀態(tài)剪切銷的承載載荷，設(shè)計(jì)了如圖2所示的測(cè)試板結(jié)構(gòu)，替代圖1中的底板，即飛機(jī)吊掛的連接面。測(cè)試板主要分為3個(gè)部分：連接件模擬部位(中央部位)、6個(gè)短梁和測(cè)試板約束邊(外圍)。連接件模擬部位是吊掛實(shí)際連接結(jié)構(gòu)，以保證吊掛原始結(jié)構(gòu)特征，通過6個(gè)短梁與測(cè)試板約束邊連接，每個(gè)短梁的長(zhǎng)度方向穿過銷孔，視圖A-A到F-F分別對(duì)應(yīng)的短梁編號(hào)為a～f。測(cè)試板中間兩個(gè)孔為剪切銷安裝孔，兩個(gè)剪切銷的受力F1Y和F2Y都在Y方向，通過應(yīng)變計(jì)測(cè)試的載荷標(biāo)定方法進(jìn)行測(cè)試。

應(yīng)變計(jì)布置方案如圖2中視圖A-A～F-F所示，為了驗(yàn)證標(biāo)定方式和結(jié)果是否符合要求，均采用單片應(yīng)變計(jì)，粘貼方向均沿著短梁的長(zhǎng)度方向。1號(hào)和2號(hào)剪切銷孔上/下方短梁上布置應(yīng)變計(jì)如圖2中視圖A-A和B-B中所示，左、右4個(gè)短梁采用視圖C-D、D-D、E-E、F-F的應(yīng)變計(jì)布置方式。將編號(hào)1～8、11～18的應(yīng)變計(jì)輸出值定義為ε1～ε8、ε11～ε18。

圖1 推力剪切銷連接結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 測(cè)試板結(jié)構(gòu)及應(yīng)變計(jì)布置位置和編號(hào)示意圖

本文沒有采用組橋方式測(cè)試應(yīng)變，而采用測(cè)試所有的單片應(yīng)變結(jié)果后進(jìn)行組合的方式獲得兩個(gè)應(yīng)變輸出量，可根據(jù)測(cè)試結(jié)果研究如何組建最優(yōu)化的應(yīng)變計(jì)橋路。

采用在短梁的側(cè)邊布置應(yīng)變計(jì)的原因：(1)側(cè)邊布置應(yīng)變計(jì)不影響與測(cè)試板相連的貼合面的狀態(tài)；(2)從受力看，其中間屬于短梁中性面，此處對(duì)于短梁微翹曲來(lái)說只有剪應(yīng)變、無(wú)彎曲應(yīng)變的輸出，減少測(cè)試的影響因素；(3)6個(gè)測(cè)試短梁主要在測(cè)試板面內(nèi)(X-Y)平面承受拉壓力和彎矩載荷，而彎矩載荷可以通過在兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱布置應(yīng)變計(jì)消除或減弱;(4)C-C、D-D、E-E、F-F視圖短梁布置應(yīng)變計(jì)也是為X方向剪切銷載荷測(cè)試預(yù)留測(cè)試空間和應(yīng)變測(cè)試位置。

1.3 應(yīng)變計(jì)輸出組合方式

將應(yīng)變計(jì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行組合運(yùn)算，以表征1號(hào)和2號(hào)剪切銷承受載荷產(chǎn)生的應(yīng)變輸出，為此首先定義兩個(gè)應(yīng)變輸出量ε1Y和ε2Y，分別代表1號(hào)和2號(hào)剪切銷在Y方向上產(chǎn)生的典型應(yīng)變輸出。

從測(cè)試板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，當(dāng)只有1號(hào)銷孔加載，產(chǎn)生的剪切載荷F1Y為正時(shí)，傳遞到測(cè)試板上，應(yīng)該由短梁a和短梁b承受主要載荷，短梁a受壓力，短梁b受拉力，而短梁c～f由于受彎曲載荷，同等變形下，ε11～ε18的應(yīng)變輸出較小。由于1號(hào)銷孔距離短梁a較近，距離短梁b較遠(yuǎn)，而同等變形在短梁a產(chǎn)生的應(yīng)變要高于短梁b。同理，當(dāng)只有2號(hào)銷孔加載時(shí)，在短梁b上產(chǎn)生的應(yīng)變高于短梁a。因此進(jìn)行組合應(yīng)變輸出ε1Y和ε2Y時(shí)將考慮幾個(gè)短梁的應(yīng)變輸出情況。

根據(jù)測(cè)試板結(jié)構(gòu)的應(yīng)變輸出情況，確定了以下兩個(gè)方式的應(yīng)變輸出組合。

考慮到臨近應(yīng)變依賴性和簡(jiǎn)化的要求，以應(yīng)變輸出盡量靠近圖2所示的短梁a、b的方式，設(shè)計(jì)了應(yīng)變輸出組合方式A，如式(1)、(2)所示

ε1Y=(ε2+ε4)

(1)

ε2Y=(ε6+ε8)

(2)

綜合獲得的應(yīng)變測(cè)量結(jié)果，考慮到組合后的線性結(jié)果以及圖2中臨近短梁a的壓力輸出，短梁c、d的彎矩輸出，組成ε1Y，同樣由臨近短梁b的壓力輸出，短梁e、f的彎矩輸出，組成ε2Y。設(shè)計(jì)了應(yīng)變輸出組合方式B，如式(3)、(4)所示

ε1Y=(ε2-ε6)-(ε11-ε12)+(ε15-ε16)

(3)

ε2Y=(ε4-ε8)-(ε13-ε14)+(ε17-ε18)

(4)

1.4 系數(shù)矩陣標(biāo)定試驗(yàn)裝置

從測(cè)試板結(jié)構(gòu)的分析來(lái)看，當(dāng)僅有1號(hào)剪切銷承載時(shí)，不僅是ε1Y產(chǎn)生輸出，ε2Y也有應(yīng)變輸出；僅有2號(hào)剪切銷承載時(shí)，應(yīng)變輸出情況相同。ε1Y、ε2Y不唯一對(duì)應(yīng)F1Y和F2Y作用產(chǎn)生的應(yīng)變輸出，存在相互影響，這是由兩個(gè)剪切銷同時(shí)承載的超靜定結(jié)構(gòu)決定的。因此需要建立能夠考慮相互影響的系數(shù)矩陣[14]來(lái)解決這個(gè)問題，建立如下的系數(shù)矩陣

F=A·E

(5)

(6)

(7)

得到系數(shù)矩陣A，就可以根據(jù)應(yīng)變輸出，利用式(2)得到每個(gè)剪切銷承擔(dān)的剪切載荷。對(duì)于矩陣的求解，采用如下的標(biāo)定方法和步驟進(jìn)行說明。

為了確定系數(shù)矩陣，需要在測(cè)試前進(jìn)行標(biāo)定，得到確定系數(shù)矩陣所需要的參數(shù)。采用圖3的兩種加載方式進(jìn)行分級(jí)加載，獲得載荷-應(yīng)變輸出曲線。每種加載方式采用加載桿1或2進(jìn)行加載，均只加載一個(gè)載荷，另一個(gè)載荷為0。則可以得到兩組應(yīng)變輸出組成的矩陣F0和對(duì)應(yīng)所施加的載荷矩陣F0。具體為

(8)

式(8)中兩個(gè)矩陣組合后得到

F0=A·E0

(9)

經(jīng)過運(yùn)算可得

(10)

式(10)得到系數(shù)矩陣后，利用式(6)換算，即可測(cè)得兩個(gè)剪切銷的承載載荷。

圖3 系數(shù)矩陣參數(shù)標(biāo)定加載方式示意圖

若需要同時(shí)測(cè)試兩個(gè)剪切銷承載的橫向載荷(X方向)，可將系數(shù)矩陣擴(kuò)展到四維，并開展類似的標(biāo)定工作，只需確定系數(shù)矩陣即可。對(duì)于多個(gè)剪切銷，可繼續(xù)擴(kuò)展系數(shù)矩陣的維數(shù)。

(11)

1.5 測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證方法和裝置

測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證采用與1.4節(jié)相同的原理進(jìn)行驗(yàn)證。

圖4 Y方向測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證方法示意圖

2 測(cè)試方案原理的有限元仿真分析

本節(jié)通過對(duì)測(cè)試板進(jìn)行基于有限元分析方法的測(cè)試仿真，模擬測(cè)試的標(biāo)定過程和測(cè)試方案準(zhǔn)確性的驗(yàn)證過程，以確定采用這種測(cè)試方法是否可以有效地進(jìn)行剪切銷各自承載載荷的測(cè)試。對(duì)圖2的測(cè)試板進(jìn)行仿真加載，加載方式與圖3相同。通過有限元仿真計(jì)算得到在剪切銷標(biāo)定載荷加載時(shí)，測(cè)試板短梁的應(yīng)變結(jié)果，應(yīng)變位置如圖2所示，有限元計(jì)算模型和結(jié)果見圖5所示。通過應(yīng)變結(jié)果得到組合方式A對(duì)應(yīng)的ε1Y和ε2Y。單獨(dú)施加兩個(gè)剪切銷的標(biāo)定載荷，獲得式(10)中的應(yīng)變輸出向量，即

(12)

利用公式(10)即可獲得系數(shù)矩陣

(13)

3 測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 雙剪切銷承載載荷測(cè)試標(biāo)定及驗(yàn)證試驗(yàn)情況

剪切銷連線方向載荷標(biāo)定試驗(yàn)如圖6所示。標(biāo)定用加載桿與測(cè)試板之間采用銷連接。采用螺栓將測(cè)試板固定在測(cè)試平臺(tái)上，標(biāo)定用加載桿連接傳感器和作動(dòng)器，約束固定到立柱上。采用液壓伺服加載控制系統(tǒng)，以環(huán)控制方式施加載荷。標(biāo)定試驗(yàn)按照?qǐng)D3的方式分別獨(dú)立施加F1Y或F2Y，驗(yàn)證載荷則采用圖4的方式同時(shí)施加F1Y和F2Y兩個(gè)載荷，應(yīng)變計(jì)及數(shù)采系統(tǒng)采集加載后的應(yīng)變。

圖5 測(cè)試板有限元計(jì)算模型和結(jié)果示意圖

表1 驗(yàn)證載荷及應(yīng)變輸出結(jié)果比較 kN

表2 應(yīng)變輸出 10-6

表3 測(cè)試載荷 kN

從圖1可以看出，兩個(gè)剪切銷在Y方向的承載載荷方向均是同向的，因此僅討論兩個(gè)剪切銷同載荷方向(+Y方向)的測(cè)試驗(yàn)證結(jié)果。

3.2 標(biāo)定載荷加載方式

為了獲取標(biāo)定數(shù)據(jù)，采用分級(jí)加載方式進(jìn)行加載。首先單獨(dú)對(duì)1號(hào)銷孔分級(jí)施加載荷F1Y(0～200 kN)，記錄對(duì)應(yīng)的應(yīng)變輸出，再單獨(dú)對(duì)2號(hào)銷孔分級(jí)施加載荷F2Y(0～200 kN)，記錄對(duì)應(yīng)的應(yīng)變輸出。

3.3 驗(yàn)證載荷加載方式

為了驗(yàn)證兩個(gè)剪切銷載荷分配準(zhǔn)確性，對(duì)兩個(gè)剪切銷同時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證載荷加載，采用圖4所示的試驗(yàn)加載方式進(jìn)行驗(yàn)證。將獲得的應(yīng)變輸出代入式(6)，計(jì)算出兩個(gè)剪切銷的測(cè)試載荷，將其與施加的驗(yàn)證載荷進(jìn)行比較，獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。采用兩種方式施加驗(yàn)證載荷：均勻載荷方式，F(xiàn)1Y/F2Y=1∶1；非均勻載荷方式，F(xiàn)1Y/F2Y=2∶1。

3.4 F1Y和F2Y驗(yàn)證載荷測(cè)試結(jié)果

3.4.1 標(biāo)定載荷-應(yīng)變輸出結(jié)果

應(yīng)變輸出組合方式A的標(biāo)定載荷F1Y和F2Y各自對(duì)應(yīng)的應(yīng)變輸出曲線如圖7所示。曲線進(jìn)行線性擬合后的擬合優(yōu)度R2均大于0.999，線性較好[15]，應(yīng)變輸出組合方式B有相似的結(jié)果。

圖6 剪切銷連線方向載荷標(biāo)定試驗(yàn)照片

圖7 標(biāo)定載荷對(duì)應(yīng)的應(yīng)變輸出曲線

對(duì)圖7曲線進(jìn)行線性擬合，可以得到計(jì)算系數(shù)矩陣式(10)所需要的標(biāo)定載荷矩陣和標(biāo)定應(yīng)變矩陣

(14)

那么，由式(10)可得組合方式A的系數(shù)矩陣為

(15)

采用同樣的方法獲得的組合方式B對(duì)應(yīng)的系數(shù)矩陣為

(16)

3.4.2 F1Y和F2Y的驗(yàn)證載荷測(cè)試結(jié)果

獲得的系數(shù)矩陣載荷測(cè)試方法，需要采用現(xiàn)有的試驗(yàn)加載方式進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)施加F1Y和F2Y兩個(gè)載荷(兩個(gè)載荷之比不同)，應(yīng)變輸出組合方式A在驗(yàn)證載荷F1Y/F2Y=1∶1和2∶1兩個(gè)比例組合載荷下各自對(duì)應(yīng)的應(yīng)變輸出曲線見圖8所示，擬合優(yōu)度R2均大于0.999，線性較好。將應(yīng)變輸出結(jié)果輸入到式(6)中，得到測(cè)試載荷結(jié)果，并與施加的當(dāng)次驗(yàn)證載荷進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出相對(duì)和絕對(duì)誤差。

3.5 測(cè)試方法準(zhǔn)確性試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果分析

圖9和圖10給出了組合方式A和B對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié)果誤差隨驗(yàn)證載荷增大的變化曲線，給出了F1Y、F2Y及F1Y+F2Y的相對(duì)和絕對(duì)誤差。

從圖9a可以看出，隨驗(yàn)證載荷的增大，絕對(duì)誤差變化的規(guī)律性不強(qiáng)，F(xiàn)1Y和F2Y的變化規(guī)律正好相反，相加后誤差相互抵消，使F1Y+F2Y誤差較小，與F1Y、F2Y的較大誤差形成鮮明對(duì)比。由圖9b可見，相對(duì)誤差也較大，雖然其隨驗(yàn)證載荷增大出現(xiàn)逐步減小的趨勢(shì)，但不顯著。

圖8 驗(yàn)證載荷(F1Y/F2Y=1∶1、2∶1)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變輸出曲線

從圖10a中可見絕對(duì)誤差隨驗(yàn)證載荷的增大先增大再逐漸減小，F(xiàn)1Y和F2Y的誤差變化規(guī)律也正好相反，相加后誤差相互抵消，使得F1Y+F2Y誤差較小。在驗(yàn)證載荷較小的范圍內(nèi)絕對(duì)誤差較大，驗(yàn)證載荷小于50 kN時(shí)，誤差值基本大于5 kN；驗(yàn)證載荷大于50 kN時(shí)，絕對(duì)誤差基本小于5 kN。驗(yàn)證載荷比例不同的條件下，隨載荷增大的變化規(guī)律均相同，驗(yàn)證載荷比例為2∶1時(shí)的絕對(duì)誤差要比1∶1條件下稍大，但不顯著。

圖9 組合方式A驗(yàn)證載荷測(cè)試結(jié)果誤差-載荷變化曲線

圖10 組合方式B驗(yàn)證載荷測(cè)試結(jié)果誤差-載荷變化曲線

從圖10b可以看出，隨著載荷增大，驗(yàn)證載荷比例為1∶1條件下的F1Y和F2Y載荷測(cè)試結(jié)果相對(duì)誤差逐漸減小，當(dāng)載荷F1Y+F2Y小于100 kN時(shí)，F(xiàn)1Y和F2Y的測(cè)試誤差較大；載荷大于100 kN時(shí)，F(xiàn)1Y和F2Y誤差小于±7%。需要注意的是，隨著載荷的增加，F(xiàn)1Y+F2Y的各級(jí)載荷(15～165 kN)測(cè)試誤差均較小，小于±2%，這點(diǎn)與F1Y和F2Y各自的測(cè)試誤差明顯不同。這說明在兩個(gè)剪切銷的載荷分配測(cè)試上，F(xiàn)1Y和F2Y各自載荷測(cè)試誤差還有較大提升空間，尤其對(duì)于小載荷情況。由于基數(shù)不同，絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差的變化規(guī)律明顯不同，呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)。

從對(duì)比看出，雖然組合方式B在小載荷階段存在較大誤差，但在較大載荷階段其誤差明顯減小，而組合方式A卻存在誤差逐步增大的非收斂情況。在驗(yàn)證載荷大于50 kN后，誤差控制在±7%以內(nèi)。比較顯著的是F1Y+F2Y在兩種組合方式下均表現(xiàn)出較為準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，尤其對(duì)于組合方式B，在1∶1比例下，F(xiàn)1Y+F2Y的最大誤差為0.5%，2∶1比例下最大為0.8%，表明總體載荷的測(cè)試結(jié)果與應(yīng)變輸出之間的線性關(guān)系是一致的。

4 分析與討論

4.1 測(cè)試結(jié)果誤差分析

雖然組合方式B在小載荷階段存在較大的誤差，但與組合方式A不同的是，在較大載荷階段其誤差明顯減小。在驗(yàn)證載荷大于50 kN后，誤差控制在±7%以內(nèi)。分析認(rèn)為，大載荷下除了短梁a、b主要承載外，短梁c～f的承載載荷增大，而組合方式A卻未將短梁c～f產(chǎn)生的應(yīng)變輸出加到應(yīng)變組合公式中。從結(jié)果來(lái)看，組合方式B考慮了短梁c～f的應(yīng)變輸出，顯然要優(yōu)于組合方式A，推薦在測(cè)試中使用。

兩個(gè)剪切銷的合力指的是同方向(+Y方向)條件下的合力。驗(yàn)證F1Y+F2Y在兩種組合方式下均表現(xiàn)出較為準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，尤其對(duì)于組合方式B，在驗(yàn)證載荷1∶1和2∶1比例下，F(xiàn)1Y+F2Y在驗(yàn)證載荷范圍內(nèi)(40～200 kN)的最大誤差分別為0.5%和0.8%。而剪切銷各自載荷F1Y和F2Y測(cè)試誤差明顯更大，這表明在兩個(gè)剪切銷的載荷分配上還存在一定問題需要進(jìn)一步驗(yàn)證并解決，以改善載荷分配誤差。

4.2 剪切銷超靜定結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法驗(yàn)證

對(duì)于屬于超靜定結(jié)構(gòu)的雙剪切銷載荷分配測(cè)試，存在剪切銷載荷在短梁上傳遞路徑的重疊，即兩個(gè)剪切銷在單獨(dú)載荷作用下均會(huì)在短梁a、b上產(chǎn)生應(yīng)變輸出。兩個(gè)剪切銷載荷對(duì)應(yīng)的應(yīng)變輸出之間存在相關(guān)性，需要通過合理的應(yīng)變輸出組合方式盡量找到與各自剪切銷對(duì)應(yīng)的主應(yīng)變輸出項(xiàng)。測(cè)試結(jié)果表明，采用本文中的這種方法能夠獲得超靜定結(jié)構(gòu)的剪切銷各自承載載荷，有效地驗(yàn)證了測(cè)試方案的準(zhǔn)確性。目前在大載荷(50～150 kN)范圍內(nèi)，Y方向兩個(gè)剪切銷的載荷分配測(cè)試結(jié)果誤差達(dá)到±7%左右，而小載荷誤差則更大。

4.3 測(cè)試方法的進(jìn)一步驗(yàn)證

從測(cè)試結(jié)果看，還有一些測(cè)試的影響因素需要考慮，如剪切銷端面固定螺栓擰緊力矩、不同約束方式、數(shù)據(jù)處理方式、應(yīng)變-載荷曲線的線性度等，它們對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響需要進(jìn)一步分析和完善。

5 結(jié)論

本文驗(yàn)證了剪切銷載荷測(cè)試方法和系數(shù)矩陣測(cè)試原理的可行性和正確性，該方法能夠有效地測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)推力剪切銷各自承載載荷，方法合理可行。

通過對(duì)應(yīng)變組合方式的對(duì)比和分析，確定了合適的應(yīng)變輸出組合方式，對(duì)于獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果提供了有效的應(yīng)變計(jì)布置和組橋參考。

對(duì)于Y方向兩個(gè)剪切銷承載載荷測(cè)試，在較大載荷階段其測(cè)試偏差明顯減小，在驗(yàn)證載荷大于50 kN后，誤差≤±10%，各剪切銷載荷合力最大載荷誤差為0.8%。

對(duì)于同時(shí)存在Y方向和X方向載荷的情況，可能存在相互影響測(cè)試精度的可能，將來(lái)需要進(jìn)一步開展兩個(gè)方向相互影響解耦的驗(yàn)證研究工作，這也是將來(lái)需要進(jìn)一步擴(kuò)展研究的內(nèi)容。