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原文传递一种飞机全尺寸结构件多轴疲劳试验方法

专利名称：	一种飞机全尺寸结构件多轴疲劳试验方法
摘要：	本发明公开了一种飞机全尺寸结构件多轴疲劳试验方法，涉及飞机结构件疲劳寿命试验领域，该方法的步骤为：(1)使用有限元模拟计算得到结构件的应力集中部位；(2)在应力集中部位或部位周围粘贴应变片；(3)记录各应变片和应变花的实测谱，并滤波得到试验应变谱；(4)对飞机结构件受力分析并简化外力，根据简化的外力研制试验台；(5)使用有限元优化计算将实测的应变谱转化到试验台的多向外力载荷谱；(6)加载一个起落的载荷谱，比较此载荷谱应变值和飞机上实测应变谱的相对误差是否小于10％，满足则进行疲劳寿命试验，否则返回步骤(4)重新进行受力分析。试验结果说明该方法能很好的重现飞机结构件在实际使用中的多向受力情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	尚德广;惠杰;陈群志;张强;蔡佳昆;王智;刘克格;张书明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910057921.4
公开号：	CN109733641A
代理机构：	北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：	沈波
分类号：	B64F5/60(2017.01);B;B64;B64F;B64F5
申请人地址：	100024 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	1.一种飞机全尺寸结构件多轴疲劳试验方法，其特征在于：实现该方法的步骤为，步骤1)：使用有限元模拟计算方法确定飞机结构件应力集中最严重的部位，记录此位置。如果存在多个应力集中部位且各部位的最大值相差小于20％，则记录多个位置；步骤2)：根据步骤1)记录的应力集中部位，在飞机结构件上对应的位置粘贴数组应变片，将单方向的应变片粘贴在应力集中根部来测量受力最大方向的应变，在此应变片周围20mm内至少粘贴4个三轴应变花，分别测量受力最大方向的应变、与受力最大方向程90°方向的应变和与受力最大方向程45°方向的应变，若应力集中部位根部无法粘贴应变片，则在应力集中部位周围的30mm内至少粘贴4个三轴应变花，分别测量受力最大方向的应变、与受力最大方向程90°方向的应变和与受力最大方向程45°方向的应变；步骤3)：记录飞机典型起落中的各应变片和应变花数据，每个方向的应变同时滤波，并去掉没有损伤的小载荷，在所有起落的数据中选取总损伤最大的起落数据作为疲劳试验应变载荷历程；步骤4)：进行飞机结构件的实际受力分析，简化结构件的受力，至少保留两个方向的外力，根据所保留的外力使用作动器研制试验台，使作动器方向和飞机结构件所保留的外力方向一致；步骤5)：使用有限元模拟分析建立飞机结构件的有限元模型，使用步骤4)中的多向外力作为边界条件，从步骤3)中的应变谱第一个点开始，将每个应变片和应变花的值作为目标值，多向外力作为自变量，自变量范围取作动器的有效工作范围，进行优化分析得到整个应变谱所对应的多个方向外力的值，将实测的多向应变载荷历程转化为多轴疲劳试验的载荷谱；步骤6)：根据步骤5)得到的载荷谱用所研制的专用试验台进行一个起落的试验，并采集与飞机上相同位置的应变值，比较此应变值和步骤3)中得到的应变谱的相对误差，如果小于10％则可进行疲劳试验，如果大于10％则回到步骤4)重新计算。 2.根据权利要求1所述的一种飞机部件危险部位地面模拟空中受载试验方法，其特征在于：所述步骤2)在飞机结构件应力集中部位粘贴数组应变片，将单方向的应变片粘贴在应力集中根部来测量受力最大方向的应变，在此应变片周围20mm内至少粘贴4个三轴应变花，分别测量受力最大方向的应变、与受力最大方向程90°方向的应变和与受力最大方向程45°方向的应变，若应力集中部位根部无法粘贴应变片，则在应力集中部位周围的30mm内至少粘贴4个三轴应变花，分别测量受力最大方向的应变、与受力最大方向程90°方向的应变和与受力最大方向程45°方向的应变。 3.根据权利要求1所述的一种飞机部件危险部位地面模拟空中受载试验方法，其特征在于：所述步骤4)进行飞机结构件的实际受力分析，简化结构件的受力，至少保留两个方向的外力，根据所保留的外力使用作动器研制试验台，使作动器方向和飞机结构件所保留的外力方向一致。 4.根据权利要求1所述的一种飞机部件危险部位地面模拟空中受载试验方法，其特征在于：所述步骤5)使用有限元模拟分析建立飞机结构件的有限元模型，使用步骤4)中的多向外力作为边界条件，从步骤3)中的应变谱第一个点开始，将每个应变片和应变花的值作为目标值，多向外力作为自变量，自变量范围取作动器的有效工作范围，进行优化分析得到整个应变谱所对应的多个方向外力的值，将实测的多向应变载荷历程转化为多轴疲劳试验的载荷谱。
所属类别：	发明专利