[发明专利]一种复合材料隔框结构四点弯曲试验方法

说明书

本发明涉及一种复合材料隔框结构四点弯曲试验方法，用于研究不同隔框结构形式及不同长桁鼠洞形状对隔框结构应力应变分布及承载能力的影响，及评定结构承受BVID损伤的能力，验证结构剩余强度，所述复合材料隔框结构四点弯曲试验方法包括1：选取试验件、2：设计加载方案和3：加载试验。本发明的复合材料隔框结构四点弯曲试验方法可为我国在研及在役民用飞机机身复合材料隔框结构的研制提供技术支撑，降低结构重量，提升飞机性能，降低使用维护成本，提高经济效益。

技术领域

本发明属于飞机复合材料试验技术领域，尤其涉及一种复合材料隔框结构四点弯曲试验方法。

背景技术

众所周知，在飞机设计中，复合材料以其比刚度/比强度高、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，越来越广泛的应用于飞机结构中。复合材料可有效降低飞机结构重量，提高飞机商用载荷；或者增加燃油量，提高飞机航程。另一方面，复合材料的应用可减少飞机结构检查次数，提高检查间隔，降低飞机维护成本，从而从根本上提高民用飞机在整个寿命服役期内的经济效益。

国外先进民用飞机如空客A350及波音B787等飞机，其复合材料用量已占飞机结构重量的50％以上，部位包括机身、机翼、尾翼蒙皮，机身隔框、地板梁、地板支柱、舷窗口框，机翼翼梁、翼肋等结构。伴随着型号研制，已经形成了一套完整的飞机复合材料结构设计、制造及试验验证的方法及流程。

国内目前在役的ARJ21及一些飞机结构中，90％以上都是铝合金，复合材料用量极少，且均应用在次承力结构中，尚无飞机主承力结构应用复合材料的经验，更缺乏复材结构设计分析制造及验证的方法。因此，开展复合材料在民机结构中的应用技术研究，是提高我国民用飞机性能及市场竞争力的重要手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料隔框结构四点弯曲试验方法，解决目前的飞机复合材料隔框结构无验证方法的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种复合材料隔框结构四点弯曲试验方法，用于研究不同隔框结构形式及不同长桁鼠洞形状对隔框结 构应力应变分布及承载能力的影响，及评定结构承受BVID损伤的能力，验证结构剩余强度，其特征在于，所述复合材料隔框结构四点弯曲试验方法包括

S01：选取试验件

所述试验件选取自机身隔框典型部位，用于考核不同结构形式及长桁鼠洞开口形状对试验件承载能力的影响，设计多种隔框试验件；

S02：设计加载方案

试验方案为四点弯曲试验，用于考核试验件在弯矩作用下的应力应变分布及承载能力，由于试验件浮框上缘条及剪切带下缘条不在同一个平面内，加载时会在试验件横截面内产生附加弯矩，采用特殊的试验夹具；

S03：加载试验

对所述试验件依次进行不同的损伤试验项目，直至所述试验件加载破坏。

进一步地，试验件选取自机身隔框典型部位，为考核不同结构形式及长桁鼠洞开口形状对试验件承载能力的影响，设计两组隔框试验件；试验件的不同之处是第一组试验件为组合件，浮框与剪切带之间采用螺栓连接，另一组试验件为整体件，结构一次性铺贴与固化成形。第一组试验件长桁鼠洞形状不同，第二组试验件长桁鼠洞形状与第一组试验件中某个试验件相同，试验件均材料为CF3052/BA9916-Ⅱ。

进一步地，所述试验项目包括试验一：无损伤试验件静力试验、试验二：在长桁鼠洞附近引入BVID损伤的静力试验、试验三：在长桁鼠洞附近引入BVID损伤的耐久性试验、试验四：在上缘条上引入BVID损伤的静力试验和试验五：在上缘条上引入BVID损伤的耐久性试验。

进一步地，所述试验一：无损伤试验件静力试验的试验过程为

1.1)使用载荷静力试验；

1.2)设计载荷静力试验；