[发明专利]一种单翼梁裂纹扩展试验装置及试验方法

说明书

本发明提供一种单翼梁裂纹扩展试验装置，用于进行单翼梁2裂纹扩展试验，所述试验装置包括承力墙1、多个防失稳夹具3、剪力加载装置5、弯矩加载装置6，所述承力墙1用于夹持固定单翼梁2的一端；所述剪力加载装置5位于平行单翼梁2的一侧，用于向单翼梁2施加平行于单翼梁2侧面的腹板剪力；所述弯矩加载装置6包括弯矩加载夹具60和弯矩加载组件61，所述弯矩加载夹具60与单翼梁2相对的两个侧面固定连接；所述弯矩加载组件61与所述弯矩加载夹具60固定连接，所述弯矩加载组件61向所述弯矩加载夹具60施加作用力，用于向所述单翼梁2施加弯矩。

技术领域

本发明专利属于翼梁试验技术领域，涉及一种裂纹扩展试验方法及试验装置。

背景技术

目前，损伤容限的概念广泛用于飞机结构设计中，损伤容限设计承认结构中存在着未被发现的初始缺陷，要求在使用载荷的重复作用下，缺陷(裂纹)的扩展应控制在一定范围内。在CCAR23.573及CCAR23.574适航条款的符合性方法中，明确的规定要选用试验或者用有试验依据支持的分析来表明结构符合适航条款的要求。而飞机结构损伤容限设计中，翼梁的破坏会引起灾难性损伤，机翼翼梁的裂纹扩展控制尤为重要。翼梁裂纹扩展试验也是飞机满足适航条款要求必需进行的损伤容限试验。

在工程实际应用中，采用传统的试验方法进行翼梁裂纹扩展试验时，为了真实模拟翼梁的实际受力边界条件，大部分采用3个翼肋间距长度的翼盒结构进行整体试验。采用翼盒结构进行裂纹扩展试验的试验方法试验件制造成本高，结构庞大笨重，裂纹扩展试验效率很低。翼梁在裂纹扩展过程中，整个翼盒结构比较复杂，随着裂纹长度的不同，翼梁的载荷会发生转移，采用整个翼盒结构进行的裂纹扩展试验规模较大，试验成本也较高。如果采用单翼梁结构进行试验能够满足试验载荷以及约束的边界要求，将大大降低该试验的成本。

发明内容

本发明的目的是设计一种单翼梁裂纹扩展试验装置及试验方法，采用本发明提供的单翼梁裂纹扩展试验装置及试验方法，进行裂纹扩展试验能够满足试验载荷以及约束的边界要求，大大降低该试验的成本。

本发明提供一种针对单翼梁的裂纹扩展试验装置，该试验装置简便，可有效提高单翼梁裂纹扩展试验的效率，能够单独对翼梁进行裂纹扩展试验、模拟机翼翼盒对单翼梁的边界支持条件、模拟翼梁腹板在裂纹扩展中的整个翼盒结构载荷的转移，试验装置的结构形式简单，成本低。

一方面，本发明提供一种单翼梁裂纹扩展试验装置，用于进行单翼梁2裂纹扩展试验，所述试验装置包括承力墙1、多个防失稳夹具3、剪力加载装置5、弯矩加载装置6，

所述承力墙1用于夹持固定单翼梁2的一端；

所述防失稳夹具3包括夹具连接件30和防失稳夹具31，所述夹具连接件30和防失稳夹具31分别位于单翼梁2相对的两个侧面，所述夹具连接件30和防失稳夹具31的上下两端均对应固定连接，用于夹持单翼梁2；

所述剪力加载装置5位于平行单翼梁2的一侧，用于向单翼梁2施加平行于单翼梁2侧面的腹板剪力；

所述弯矩加载装置6包括弯矩加载夹具60和弯矩加载组件61，所述弯矩加载夹具60包括第一弯矩加载夹具601和第二弯矩加载夹具602，所述第一弯矩加载夹具601和第二弯矩加载夹具602分别位于单翼梁2所述相对的两个侧面，且位于单翼梁2远离承力墙1的一端，所述第一弯矩加载夹具601和第二弯矩加载夹具602夹持单翼梁2并与单翼梁2固定连接；所述弯矩加载组件61与所述弯矩加载夹具60固定连接，所述弯矩加载组件61向所述弯矩加载夹具60施加作用力，用于向所述单翼梁2施加弯矩。

进一步地，所述剪力加载装置5为第一作动筒，所述第一作动筒靠近单翼梁2的一端设置有第一测力传感器50，第一测力传感器50位于第一作动筒与单翼梁2之间，用于测量第一作动筒施加的腹板剪力。