飞机为什么要做全机疲劳试验
2020-08-03王军朋
大飞机 2020年4期
王军朋


想要徒手折断一块薄薄的铝片,你会怎么做?如果想一次性弯折,也许很难使其折断,其实只需反复弯折几次,铝片很快就会被折断。这个现象就是交变载荷对金属结构影响的体现。
飞机结构在使用过程中也会承受反复变化的载荷,业内称为疲劳载荷。在疲劳载荷作用下飞机结构可能出现裂纹扩展甚至开裂,最后造成结构破坏。近几十年的航空史表明,疲劳断裂是影响飞机结构可靠性的主要因素。
会造成疲劳断裂的因素很多,材料性能、构件几何形状、加载历程及环境条件等都有可能造成影响,仅靠理论分析无法准确反映飞机结构疲劳特性,需要通过疲劳试验进行验证。
全机疲劳试验是依据实际测得的飞机不同飞行状态的载荷及载荷分布情况,通过计算机控制的多点协调加载系统,对真实飞机结构施加按预案已确定的交变载荷谱的一种试验。交变载荷谱是由多种载荷工况按一定的重复频次及顺序规则组成,通常按照“飞-续-飞”的顺序循环施加飞机在飞行使用过程中的载荷历程,然后检测结构疲劳反应,给出飞机结构裂纹萌生与扩展的规律,暴露机体结构疲劳薄弱部位和疲劳损伤关键部位,确定薄弱位置裂纹的扩展特征,并为该型飞机疲劳定寿、确定修理周期以及未来细节设计的改进提供重要依据。
飞机疲劳试验的成功与否主要取决于三个因素:符合飞机实际使用情况的载荷谱;满足准确度和精度要求的试验加载设备及测量、控制系统;完善的无损检测体系。……
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