一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法技术

本发明专利技术涉及一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法，包括设计整体内侧板对称结构件及整体外侧板对称结构件，在考核区域通过连接螺栓连接，并在考核区域设置两个防弯侧板形成单搭接结构防弯试验件。通过本发明专利技术的一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法将一个单搭接结构设计成含有两个单搭接面、两个整体的对称式试验件的连接结构形式，解决了单搭接结构面外弯曲不易消除这一技术瓶颈。本发明专利技术采用的理论依据正确，工程概念明确，传力路线明晰，试验件设计简单，试验实施方便最后有效解决了飞机单搭接结构试验件防弯约束难以有效实施这一难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空疲劳损伤容限试验领域，尤其涉及一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法。
技术介绍
在飞机结构中，单搭接结构形式很常见，如图1所示。但是对单搭接结构的试验验证比较少，究其原因，主要是由于单搭接结构试验件不易设计，尤其是单搭接试验件面外弯曲不易消除。以前设计单搭接试验时，有些采取增大试验件规模，借助于机体框段实现其自身弯矩平衡，有些采取小规模的试片级试验件，借助于防弯夹具防止单搭接结构的面外弯曲，往往由于防弯夹具设计或使用不当导致试验失真。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法，解决目前的单搭接结构试验件在试验时容易弯曲、或采用夹具使试验失真的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法，包括以下步骤：步骤一、根据试验要求从真实搭接结构中截取搭接考核部位内侧板、外侧板的结构尺寸；步骤二、将步骤一得到的内侧板进行内侧板整体对称式设计；所述内侧板整体对称式设计步骤为1)沿内侧板纵向延长，延长后长度为内侧板长度的N倍，在内侧板平面法线方向偏移h距离处作为对称轴线并建立与内侧板对称的对称内侧板，其中偏移方向为远离外侧板的方向；2)在内侧板与对称内侧板的非考核区域设计内侧板加筋板，并将内侧板、对称内侧板、内侧板加筋板组成一整体内侧板对称结构件；步骤三、将步骤一得到的外侧板进行外侧板整体对称式设计；所述外侧板整体对称式设计步骤为3)沿外侧板纵向延长，延长后长度为外侧板长度的N倍，在外侧板平面法线方向偏移h+b距离处作对称轴线并建立与外侧板对称的对称外侧板，其中偏移方向为靠近所述对称内侧板的方向；4)在外侧板与对称外侧板的非考核区域设计外侧板加筋板，并将外侧板、对称外侧板、外侧板加筋板组成一整体外侧板对称结构件；步骤四、将步骤二得到的整体内侧板对称结构件、步骤三得到的整体外侧板对称结构件通过连接螺栓连接于考核部位，即形成整体搭接对称结构试验件；步骤五、将整体内侧板对称结构件上端固定支持，在整体外侧板对称结构件下端施加载荷，并在整体内侧板对称结构件内部考核部位空腔区域上下施加两个防弯侧板，即形成单搭接结构防弯试验件；其中，h为连接螺栓长度，b为内侧板厚度。进一步地，步骤二中，N＝2。本专利技术还提供一种整体搭接对称结构试验件，如上述的飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法所设计的整体搭接对称结构试验件，其包括内侧板、对称内侧板、内侧板加筋板、外侧板、对称外侧板、外侧板加筋板及连接螺栓。本专利技术还提供一种单搭接结构防弯试验件，所述单搭接结构防弯试验件包括上述的整体搭接对称结构试验件及两个防弯侧板(4)。通过本专利技术的一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法将一个单搭接结构设计成含有两个单搭接面、两个整体的对称式试验件的连接结构形式，解决了单搭接结构面外弯曲不易消除这一技术瓶颈。本专利技术采用的理论依据正确，工程概念明确，传力路线明晰，试验件设计简单，试验实施方便最后有效解决了飞机单搭接结构试验件防弯约束难以有效实施这一难题。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为现有技术的单搭接结构示意图；图2为本专利技术的内侧板及对称内侧板连接示意图；图3为本专利技术的外侧板及对称外侧板连接示意图；图4为本专利技术的整体搭接对称结构试验件示意图；图5为本专利技术的单搭接结构防弯试验件示意图；其中，1-内侧板，11-对称内侧板，12-内侧板加筋板，2-外侧板，21-对称外侧板，22-外侧板加筋板，3-连接螺栓，4-防弯侧板，5-约束端，6-加载端。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例型的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。如图2至图3所示，在本实施例中连接螺栓个数为6个，螺栓直径
d＝8mm，螺栓长度h＝25mm，内侧板厚度b＝6mm。步骤一、根据试验要求从真实搭接结构中截取搭接考核部位内侧板1、外侧板2的结构尺寸，板长度为L＝20d＝160mm；步骤二、将步骤一得到的内侧板进行整体对称式设计，纵向长度为3L＝480mm，内侧板1与对称内侧板11之间距离为50mm，在内侧板1的非考核区域设计内侧板加筋板12，且通过内侧板加筋板12将内侧板1与对称内侧板12连接，最后将内侧板1、对称内侧板11、内侧板加筋板12组成一整体内侧板对称结构件；步骤三、将步骤一得到的外侧板进行整体对称式设计，纵向长度为3L＝480mm，外侧板2与对称外侧板21之间距离为62mm，在外侧板2的非考核区域设计外侧板加筋板22，且通过外侧板加筋板22将外侧板2与对称外侧板21连接，最后将外侧板2、对称外侧板21、外侧板加筋板22组成一整体外侧板对称结构件；步骤四、将步骤二得到的整体内侧板对称结构件、步骤三得到的整体外侧板对称结构件通过连接螺栓连接，即可形成整体搭接对称结构试验件；步骤五、将整体内侧板对称结构件上端固定支持，在整体外侧板对称结构件下端施加载荷，并在整体内侧板对称结构件内部考核区域上下施加两个防弯侧板4，即形成试验用单搭接结构防弯试验件。另外本专利技术还提供了一种整体搭接对称结构试验件，采用如上述飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法所设计，整体搭接对称结构试验件包括内侧板(1)、对称内侧板(11)、内侧板加筋板(12)、外侧板(2)、对称外侧板(21)、外侧板加筋板(22)及连接螺栓(3)；在整体搭接对称结构试验件中，内侧板、对称内侧板及内侧板加筋板组成的内侧板对称结构件置于外侧板对称结构件里(其由外侧板、对称外侧板及外侧板加筋板组成)，且内侧板加筋板与外侧板加筋板在连接螺栓3的两侧，如图4所示。此外，本专利技术还提供一种单搭接结构防弯试验件，其包括上述的整体搭接对称结构试验件及两个防弯侧板4，两个防弯侧板置于内侧板1及对称内侧板11之间的区域，如图
5所示。两个防弯侧板之间的内侧板、外侧板、对称内侧板及对称外侧板的区域为考核区域。单搭接结构防弯试验件的上端(基于图中方位，即内侧板及对称内侧板的上端)固定连接于试验机或其他固定面成为约束端5，下端为加载端6。在本实施例中，由于施加的载荷为竖直方向，在连接螺栓3部位会产生水平方向的弯曲力，采用常规方法则试验件弯曲，但采用本专利技术所设计的单搭接结构防弯试验件由于采用对称设计，水平方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据试验要求从真实搭接结构中截取搭接考核部位内侧板(1)、外侧板(2)的结构尺寸；步骤二、将步骤一得到的内侧板进行内侧板整体对称式设计；所述内侧板整体对称式设计步骤为1)沿内侧板(1)纵向延长，延长后长度为内侧板(1)长度的N倍，在内侧板平面法线方向偏移h距离处作为对称轴线并建立与内侧板对称的对称内侧板(11)，其中偏移方向为远离外侧板的方向；2)在内侧板与对称内侧板的非考核区域设计内侧板加筋板(12)，并将内侧板(1)、对称内侧板(11)、内侧板加筋板(12)组成一整体内侧板对称结构件；步骤三、将步骤一得到的外侧板进行外侧板整体对称式设计；所述外侧板整体对称式设计步骤为3)沿外侧板(2)纵向延长，延长后长度为外侧板长度的N倍，在外侧板平面法线方向偏移h+b距离处作对称轴线并建立与外侧板对称的对称外侧板(21)，其中偏移方向为靠近所述对称内侧板的方向；4)在外侧板与对称外侧板的非考核区域设计外侧板加筋板(22)，并将外侧板(2)、对称外侧板(21)、外侧板加筋板(22)组成一整体外侧板对称结构件；步骤四、将步骤二得到的整体内侧板对称结构件、步骤三得到的整体外侧板对称结构件通过连接螺栓(3)连接于考核区域，即形成整体搭接对称结构试验件；步骤五、将整体内侧板对称结构件约束端(5)固定，在整体外侧板对称结构件加载端(6)施加载荷，并在整体内侧板对称结构件内部考核部位空腔区域上下施加两个防弯侧板，即形成单搭接结构防弯试验件；其中，h为连接螺栓长度，b为内侧板厚度。...

【技术特征摘要】
1.一种飞机单搭接结构试验件的防弯设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据试验要求从真实搭接结构中截取搭接考核部位内侧板(1)、外侧板(2)的结构尺寸；步骤二、将步骤一得到的内侧板进行内侧板整体对称式设计；所述内侧板整体对称式设计步骤为1)沿内侧板(1)纵向延长，延长后长度为内侧板(1)长度的N倍，在内侧板平面法线方向偏移h距离处作为对称轴线并建立与内侧板对称的对称内侧板(11)，其中偏移方向为远离外侧板的方向；2)在内侧板与对称内侧板的非考核区域设计内侧板加筋板(12)，并将内侧板(1)、对称内侧板(11)、内侧板加筋板(12)组成一整体内侧板对称结构件；步骤三、将步骤一得到的外侧板进行外侧板整体对称式设计；所述外侧板整体对称式设计步骤为3)沿外侧板(2)纵向延长，延长后长度为外侧板长度的N倍，在外侧板平面法线方向偏移h+b距离处作对称轴线并建立与外侧板对称的对称外侧板(21)，其中偏移方向为靠近所述对称内侧板的方向；4)在外侧板与对称外侧板的非考核区域设计外侧板加筋板(22)，并将外侧板(2)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟新康，宁宇，王峰，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61