张允涛

民用飞机金属结构损伤容限验证试验方法

张允涛

概述

民用飞机金属结构损伤容限适航评定的符合性方法以分析为主，但必须通过充分的试验来验证分析方法，包括裂纹扩展方法和剩余强度分析方法。AC25.571-1D中提供了一些主要结构件（PSE）的实例，新设计的飞机可选取典型的PSE元件进行损伤容限验证试验，例如机翼壁板、机身壁板、主要连接接头等试验项目。由于试验目的是验证损伤容限分析方法，为分析和计算提供数据支持，并非完全验证实际结构，因此可采取全尺寸试件，也可以采取模拟试件进行试验。采用模拟件试验时，必须充分考虑设计构型、考核部位选取、结构细节特征、典型开裂模式、载荷/载荷谱和试验内容等来设计试验件和试验方案。本文以支线客机机翼壁板损伤容限试验为例来说明。

试验方案

试验件

首先确定机翼壁板试验的考核部位。机翼翼盒的上、下壁板承受飞行载荷时，上壁板以受压为主，压-压载荷对损伤容限无影响；下壁板以受拉为主，为疲劳关键部位，选取机翼下壁板为验证对象。蒙皮和长桁加筋壁板为下壁板典型连接形式，且机翼展向为主要受载方向。通过筛选有限元内力和简化结构形式，确定试验考核部位和试验件形式。可采取以下原则：a）下壁板高应力水平部位；b）保证蒙皮和长桁的加强比Rs；c）蒙皮为平板，长桁截面尺寸相同。最终选取机翼下壁板根部靠近后梁处高应力区域进行考核，见图1。……