【技术实现步骤摘要】
一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件
[0001]本专利技术属于商用飞机制造
,特别是涉及一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件。
技术介绍
[0002]在商用飞机研制中,由于制造技术、维修成本等因素,决定了机体结构要分解成几个主要的部件,然后通过铆钉、螺栓、耳片接头等连接在一起。以目前的研制技术,商用飞机整机依旧采用分部段、多组件研发设计和生产装配。那么,在飞机结构研发过程中,就必须要考虑机械连接的强度设计和验证。一方面,从连接结构形式来说,商用飞机中连接结构通常比较复杂,在连接形式上包括单剪、双剪,还会存在多层连接;在被连接件上,存在单一材料属性结构,可能包含金属与复合材料的混杂连接。另一方面,机械连接区通常表现为载荷类型和传递路径复杂,多向载荷会导致连接区紧固件剪切或拉脱失效、连接件挤压或挤压旁路失效。机体结构的连接区往往是强度分析中关键的破坏源,单纯依靠现有的解析计算或有限元仿真很难对其进行准确的评估,更不能满足商用飞机的适航要求。
[0003]商用飞机机翼是机体结构中重要的结构部段,飞机在服役期间,主要的升力由机翼产生,机翼所产生的升力转化为结构内载荷并通过机翼翼根连接区传递到中机身。翼根连接区的主要特性体现为:首先,翼根连接区为机体中结构形式最复杂的区域,结构组件包含上下壁板、三叉接头、十字接头、长桁接头以及连接带板等,多组件在此进行连接,各组件包括紧固件的强度和刚度均需要考核。其次,翼根连接区载荷传递形式复杂,外翼所有载荷都要通过此处传递给中机身和中央翼盒,弯矩、剪力以及扭矩的联
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件,其特征在于:用于验证机翼下壁板与中央翼盒下壁板连接强度,包括蒙皮、长桁、三叉接头、支撑肋、加强片及连接带板;所述蒙皮整体形状为哑铃状;所述长桁铺设在蒙皮上表面,长桁与蒙皮为共固化结构;所述三叉接头位于蒙皮长度方向的中间位置,且三叉接头设置在长桁上表面;所述连接带板位于蒙皮长度方向的中间位置,且连接带板设置在蒙皮下表面;所述三叉接头、长桁、蒙皮及连接带板之间设有紧固件;所述加强片位于蒙皮长度方向的端部位置,且长桁上表面及蒙皮下表面均设有加强片;所述支撑肋位于蒙皮长度方向上的哑铃变截面位置,且支撑肋位于三叉接头与加强片之间,支撑肋设置在长桁上表面,支撑肋、长桁及蒙皮之间设有紧固件;所述蒙皮及长桁为复合材料;所述三叉接头、支撑肋、加强片、连接带板及紧固件为金属材料。2.根据权利要求1所述的一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件,其特征在于:所述蒙皮与长桁采用ATL工艺铺叠,长桁为热构型,成型后的长桁先放置在未固化的蒙皮上,然后长桁与蒙皮进行共固化成型。3.根据权利要求1所述的一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件,其特征在于:在所述蒙皮与长桁的界面处设有预埋分层损伤,在蒙皮外表面设有面外冲击损伤;所述预埋分层损伤的位置选择在长桁截止端处,并采用厚度为0.08mm的特氟龙薄膜,预埋分层损伤的大小为12.7
×
12.7mm2;所述面外冲击损伤用于产生目视勉见损伤,面外冲击损伤的施加方式为:通过向蒙皮下表面施加35J的冲击能量,进而使蒙皮下表面产生2.54mm深度的凹坑,并且35J的冲击能量由直径为16
±
0.13mm、半圆形、质量为3.5
±
0.2kg的落锤器施加。4.根据权利要求1所述的一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件,其特征在于:在所述考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件的表面粘贴有若干应变片,用于检测试验件相应位置处的强度响应值,应变片的位置安装公差允许值为
±
3mm,应变片的角度安装公差允许值为
±5°
。5.根据权利要求1所述的一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件,其特征在于:所述考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件的长度为2560mm,哑铃变截面处的扩张段宽度为330mm,哑铃变截面处的收缩段宽度为230mm,左右两处支撑肋的间距为1190mm。6.根据权利要求1所述的一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件,其特征在于:所述蒙皮长度方向的中间位置用于连接三叉接头和连接带板、蒙皮长度方向的端部位置用于连接加强片的区域厚度为9.3mm,蒙皮长度方向的其他区域厚度为5.58mm;所述长桁的高度为50.8mm,长桁的腹板厚度为5.95mm,长桁的缘条厚度为2.97mm,长桁的缘条宽度为71.12mm。7.根据权利要求1所述的一种考虑损伤特性的飞机机翼翼根连接区试验件,其特征在于:所述蒙皮的铺层参数为:蒙皮长度方向的中间位置用于连接三叉接头和连接带板、蒙皮长度方向的端部位置用于连接加强片的区域铺层数为50,此区域的蒙皮内各层的单向纤维与蒙皮长度方向的夹角包含三种类型,分别为0
技术研发人员:黄文超,谢里阳,李常有,张修路,许梦涛,张红状,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:
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