[发明专利]一种翼梁对接试验件设计方法

说明书

本发明属于飞机结构强度试验领域，具体涉及一种翼梁对接试验件设计方法。将试验件设计为为夹持段、考核段、加载段三段；三段剖面均设计为“工”字形；由于实际梁腹板对接结构两侧不完全对称，在试验中仍存在扭转变形，试验中仍需设置防扭装置；在试验件夹持段位置，试验件连接参数需要加强设计，保证试验过程中不发生优先破坏；考核段为真实翼梁对接结构，梁缘条和梁腹板对接形式和对接参数与真实飞机机翼翼梁对接结构一致；试验件加载段将梁腹板、梁缘条和上下壁板蒙皮适当延长以便连接加载夹具；加载段设计两个加载点，通过调整两个加载点的载荷来保证梁对接处的弯矩和剪力与结构真实受力一致，实现梁缘条对接和梁腹板对接的双重考核。

技术领域

本发明属于飞机结构强度试验领域，具体涉及一种翼梁对接试验件设计方法。

背景技术

在复合材料结构设计中，结构的整体性始终是减轻结构重量，提高结构效率的主要手段之一。但由于设计和工艺等方面的需要或限制，在一些特定位置需要设计和工艺分离面等，由此产生的零件需要通过紧固件连接形成部段，所以机械连接设计成为复合材料结构设计的关键问题之一。

复合材料梁的对接结构设计是飞机设计的重要环节之一，不同的对接方式其传力方式不同，对飞机的使用寿命、装配工艺都会产生重大影响。复合材料梁对接处由于弯剪耦合效应以及复材破坏机理复杂，很难准确预测其结构承载能力，目前对梁结构的准确受力试验验证多采用盒段试验件，耗资巨大。

发明内容

发明目的：本发明通过设计一种复合材料梁对接试验件实现梁缘条对接和梁腹板对接的双重考核。该试验件整个截面设计为“工”形，以尽量消除试验加载偏心引起的扭矩，大大降低了试验难度和试验成本；试验加载段设计有两个加载点，通过调整两个加载点的载荷来保证梁缘条和梁腹板对接处的弯矩和剪力与结构真实受力一致。

技术方案：一种翼梁对接试验设计方法，包括以下步骤：

第一步；将试验件设计为三个部分，分别为夹持段、考核段、加载段；三段剖面均设计为“工”字形；由于实际梁腹板对接结构两侧不完全对称，在试验中仍存在扭转变形，试验中仍需设置防扭装置；

第二步；在试验件夹持段位置，试验件连接参数需要加强设计，保证试验过程中不发生优先破坏；

第三步，考核段为真实翼梁对接结构，梁缘条和梁腹板对接形式和对接参数与真实飞机机翼翼梁对接结构一致；

第四步；试验件加载段将梁腹板、梁缘条和上下壁板蒙皮适当延长以便连接加载夹具；加载段设计两个加载点，通过调整两个加载点的载荷来保证梁对接处的弯矩和剪力与结构真实受力一致，实现梁缘条对接和梁腹板对接的双重考核。

进一步的，防扭装置为双夹板结构或其他防止扭转变形的结构。

进一步的，两个加载点的位置确定方法是根据实际梁对接处所受的弯矩和剪力确定的。公式：

F为考核截面的剪力，M为考核截面的弯矩。

进一步的，试验件含上下复材壁板蒙皮，上下蒙皮与上下梁缘条连接一侧采用真实厚度，将蒙皮向另一侧延伸并加厚，以设计整个试验件剖面为“工”字形。

有益技术效果：本发明通过设计一种复合材料梁对接试验件实现梁缘条对接和梁腹板对接的双重考核。该试验件整个截面设计为“工”形，以尽量消除试验加载偏心引起的扭矩，大大降低了试验难度和试验成本；试验加载段设计有两个加载点，通过调整两个加载点的载荷来保证梁缘条和梁腹板对接处的弯矩和剪力与结构真实受力一致。

附图说明

图1复材梁对接试验件示意图，

图2复材梁对接试验实施示意图，

图3考核区受力示意图。