大型飞机结构强度试验姿态转换与控制

针对以往大型飞机姿态转换过程存在潜在的胶布带脱落、局部失稳以及多种提升设备不协调等风险问题,提出一种大型飞机结构强度试验姿态转换与控制方法。通过设计位移提升装置和全浮动支持平台,确保飞机姿态转换系统安全可靠;应用协调加载控制系统,提出多点协调的位移提升控制方案,实现飞机姿态平稳转换和精准控制;研究飞机姿态实时测量算法,开发可视化监控系统,实现飞机姿态多维变量实时监控。通过全要素测试,验证了所提方法的合理性。试验结果表明:某大型飞机的姿态转换过程实现了多维度可视化监控,与传统方法相比,效率提升了约35%,可靠性及安全性大幅提升。

新一代机身壁板压剪载荷试验台结构设计

针对传统机身壁板压剪试验台加载空间为固定尺寸的问题,设计一种新一代机身壁板压剪载荷试验台。它可以根据机身壁板长度调节加载空间,适用于不同长度机身壁板压缩载荷+剪切载荷试验。介绍试验台设计方案,提出试验台核心功能的关键机构设计方法;对试验台进行了功能调试,各关键机构功能正常,满足使用要求。利用试验台对试验假件进行模拟加载,加载过程线性度良好,证明试验台载荷施加方法合理;试验假件应变分布均匀度良好,证明试验台精度满足要求。

光纤测试技术在起落架静强度试验中的应用

以飞机起落架静强度试验为研究对象,将光纤应变测量、电阻应变测量同时应用于试验,验证了光纤应变测量在飞机结构中的有效性。将试验结果与数值仿真计算结果进行对比分析,结果表明光纤应变测量与传统电阻式应变片测量趋势一致,且与数值仿真计算结果也较符合,可以应用于结构静强度试验的应变测量,验证了光纤应变在飞机机体结构静强度试验中的有效性和可行性。

基于数据分析的全机静力试验控制优化方法

针对全机静力试验加载过程中某些加载点易踏步影响试验稳定性的问题,提出一种通过对试验预试当中控制系统数据的回收,处理并分析找出影响试验加载过程中引起踏步的关键加载点,通过控制参数、加载装置、液压系统3个方面对产生踏步的加载点进行合理的优化处理,降低试验加载过程中的踏步次数,达到有效提高全机静力试验稳定性的目的。

复合材料弯曲性能试验技术研究

全面对比分析了国内外关于弯曲性能试验标准的主要异同点,在针对不同试样进行标准选择时,应考虑复杂试验环境及特殊情况从而选择合适的标准。根据弯曲强度和弯曲模量的公式推导,为三点弯曲试验的性能参数计算提供理论依据。对横梁位移数据进行修正后和光栅尺测量的挠度数据具有很好的一致性,结果具有一定的参考价值。使用不同量程的力传感器进行试验时,通过信号处理后载荷数据基本一致,结果表明力传感器的量程对试验结果影响较小。

《结构强度试验基础》实验教学方法研究

机翼的振动测试和静载实验是飞机适航测试的重要部分,机身结构的稳定性对飞机整体设计意义重大。本文结合《结构强度试验基础》的教学理念,以机翼为研究对象,设计了课程的实验教学内容。通过对机翼的数值仿真、理论计算、实验对比得到机翼的一阶、二阶模态参和静载实验数据。此外,本次实验教学设计增加了课外实验数据处理提升环节,让学生通过MATLAB编程处理振动实验数据得到机翼模态和振型,培养学生解决实际工程问题的能力。

基于CATIA的飞机结构试验加载杠杆系统参数化建模方法

介绍了基于Automation技术的加载杠杆系统参数化建模方法,使用Visual Basic开发了相应可视化建模软件。应用实例表明,软件界面友好,操作简单,只需输入试验加载点、杠杆布置等基本参数和数据文件,即可完成杠杆系统的参数化建模,从而快速地实现加载杠杆系统的参数化设计与方案展示。

含纵向裂纹机身壁板损伤容限性能试验与分析

对民用飞机含纵向裂纹机身加筋壁板在增压和轴向拉伸联合载荷作用下进行损伤容限试验和数值仿真分析。通过试验深入研究了机身壁板的裂纹扩展规律和剩余强度特性,借助Ansys有限元软件计算了不同裂纹长度下的应力强度因子,对裂纹扩展寿命进行了预测,基于线弹性断裂力学给出了剩余强度特征曲线,并进行了试验结果和计算分析的对比。研究结果表明:数值分析与试验结果吻合良好,可为机身壁板损伤容限设计及评定提供依据。

起落架疲劳试验电动式伺服加载技术研究及应用

在起落架疲劳试验中,为了模拟起落架在起飞、巡航和着陆过程中的真实状态,起落架缓冲器在不同阶段有不同的压缩行程。某工程起落架疲劳试验一个典型起落中,起落架缓冲器压缩行程需要调整3次,1倍寿命疲劳试验则高达45 000次。另外压缩行程的调整也导致起落架加载力线的偏转。为了确保试验高效、连续运行及载荷准确施加,提出起落架疲劳试验缓冲支柱行程自动调节及载荷同步随动施加技术,通过缓冲器压缩量自动调节技术实现了支柱行程自动调节,通过基于电动缸系统的随动加载技术实现了载荷随动施加,试验过程中缓冲器支柱行程自动调节与载荷随动施加时时对应,并通过试验验证了新方法的可行性、有效性和实用性。此方法具有一定的工程应用价值,并在多类重点型号试验中得到了应用。

基于垂向自平衡加载的飞机前起落架静强度试验设计

采用倒装工装假轮加载的试验方法对某型飞机前起落架进行了静强度试验设计,针对垂向载荷力线因试验件在加载过程中产生形变而发生垂直度改变的问题,提出了一种垂向自平衡的载荷施加方法,并进行了试验验证。试验结果表明,该试验设计方法满足某型飞机前起落架的静强度试验要求,通过自平衡的垂向加载方法,实现了垂向载荷力线在试验过程中始终保持垂向的试验目的。

基于轨迹模拟的活动翼面随动加载技术及应用

开展结构强度试验中活动翼面随动加载技术研究,对于提高试验精度、确保试验顺利完成具有重要意义。活动翼面在偏转过程中载荷大小和方向不断变化,为满足试验加载要求,提出了一种全新的随动加载技术;然后设计了模拟试验验证了新方法的可行性、有效性和实用性;最后以某型号扰流板操纵灵活性验证试验为研究对象,采用全新的加载方法,顺利完成了试验,表明了该加载方法满足试验要求。研究结果具有一定的工程应用价值,并在多类重点型号试验中得到了应用。

基于力控/位控的双作动筒并联单点大载荷加载技术研究

开展结构强度试验中单点大载荷加载方法研究,对于提高试验精度、确保试验顺利完成具有重要意义。通过对传统加载方法进行理论分析,提出一种基于力控/位控的双作动筒并联同步加载方法。设计模拟试验验证了新方法的可行性、有效性和实用性。并以某型号弹射杆试验为研究对象,采用改进型的单点大载荷加载方法,顺利完成了试验,表明该加载方法满足试验要求。该方法具有一定的工程应用价值,并在多类重点型号试验中得到了应用。

一种利用静力试验数据修正有限元模型的方法

基于代数特征值逆问题理论，提出了一种利用静力试验数据修正有限元模型方法。由于修正后的模型为满阵，根据有限元模型的力学特征对修正后的模型加以约束，使其不仅是对称的，而且还保持稀疏、带状特性，其计算过程简洁，计算结果表明该方法可靠，效果令人满意。

机身加筋壁板环向裂纹损伤容限试验与分析

机身壁板是飞机结构中的主要承力构件,也是损伤的主要产生部位,研究机身加筋壁板的裂纹扩展规律和剩余强度特性具有重要意义。在轴向拉伸载荷作用下,对含环向裂纹的机身加筋壁板进行损伤容限试验;利用ANSYS有限元软件对试验件进行应力强度因子分析,估算裂纹扩展寿命;基于线弹性断裂力学准则和线弹性断裂力学加塑性修正准则,计算剩余强度特征曲线,并对比分析计算结果和试验结果。结果表明:计算得到的裂纹扩展寿命与试验结果的相对误差为6.3%,满足工程要求;线弹性断裂力学加塑性修正准则估算的剩余强度更为合理,误差仅为2.6%,且偏安全。

飞机结构静强度试验支持方案的确定

飞机结构试验是一个复杂的系统工程。飞机的支持方案是贯穿于整个试验过程的重要环节,它规定了试验件的支持状态,决定了试验结果的质量。本文通过对型号试验支持方案的进展历程和目前的发展动向的介绍,阐述了飞机结构试验支持方案制订的过程和考虑要素。

基于摆臂式随动加载技术的活动翼面功能试验及应用

活动翼面偏转过程中所承受的动态气动载荷大小随运动状态不断变化,方向始终垂直于翼面弦平面。为了真实模拟活动翼面运动过程中真实受载状态,活动翼面功能试验加载过程需与翼面收放过程/状态连续和同步,具有随动跟踪翼面运动的能力,且确保载荷动态垂直于翼面。为满足试验加载要求,提出了一种摆臂式随动加载技术,并设计了随动加载装置,然后通过模拟试验验证了新方法的可行性、有效性和实用性,最后将该技术应用于某型号襟缝翼耐久性试验中。数据分析表明,该加载方法满足试验要求。

基于结构变形约束的水陆两栖飞机水载荷静力试验载荷优化配平技术

水陆两栖飞机水载荷静力试验主要考核该型机在水面着水工况时的结构强度,包括浮筒着水、船首着水和船尾着水等典型着水工况,由于水陆两栖飞机结构的独特性和载荷的复杂性,即浮筒、船首及船尾类似于悬臂梁结构,且所受水载荷为三维集中压向大载荷,造成考核区域的变形远远大于陆地飞机,该大变形对考核部位垂直方向加载误差高达10%以上,针对此问题,提出了基于结构变形约束的载荷优化配平技术,选取挠度为优化目标,建立平衡载荷计算模型,引入全机总力、总矩平衡方程组,通过对非考核部位的试验配平载荷进行优化,限制了水载荷考核区域的刚体位移,并通过有限元分析和试验方法验证了该载荷优化配平技术的可行性,试验结果表明:采用该载荷优化配平技术能够将垂直方向加载误差控制在1%以内。

飞机强度试验结构单点大载荷加载技术研究及应用

某型飞机弹射试验中单点集中载荷较大,受试验场地条件和试验设备能力等因素限制,现有加载方式难以满足试验集中大载荷加载要求。因此,综合考虑试验载荷大小、方向、加载位置、地轨承载能力、加载装置强度、质量、减载载荷等因素,通过多参数目标优化,得到满足试验需求的单点大载荷加载装置的最佳设计尺寸。研发的加载装置通过航向载荷主动卸载及垂向载荷卸载接口将大载荷优化分配,确保承载系统安全,实现集中大载荷的精准施加。所设计的单点集中大载荷加载系统已成功应用于某型飞机弹射载荷静力试验,试验加载中加载装置保持平稳,未发现破坏及目视可见变形,且试验测量数据与目标值相吻合,试验加载稳定性、重复性良好。

MA600F后机身疲劳试验加速技术研究

民用飞机为取得型号合格证,按照适航规章必须进行全机疲劳试验,而在常规试验技术下,新一代涡桨支线飞机MA600F后机身疲劳试验周期过长、且费用消耗高,将影响到适航取证和服役使用。开展MA600F后机身疲劳试验加速研究,可尽早取得适航许可以投入商用,同时为设计和制造工艺的优化改进提供支撑,具有产生巨大经济价值和提升试验技术的重要意义。根据后机身疲劳试验加载情况设计了一体化自平衡加载框架,以快速完成安装、维护和巡检,并进行了有限元校核。结合细节疲劳额定值(DFR)法和线性损伤累积理论建立了等损伤折算的载荷谱简化方法,并提出了一种基于非线性规划的载荷整体平衡优化方法。将上述加速方法先后应用于小试验件和MA600F后机身疲劳试验,小试验件的循环次数减少了约98%,寿命结果处于合理范围内;后机身加速试验在15000次起落出现了裂纹损伤,与全机常规试验25000次起落的损伤结果基本相同。

飞机强度试验异常应变数据诊断研究

针对飞机强度试验中常见的由于测量线路原因而产生的应变数据异常情况进行归类总结,通过设计模拟试验,测量应变数据,对数据进行分析处理,提取故障特征,归纳总结异常现象与产生原因的对应关系,为异常应变数据的快速分析和排除提供依据。