[發明專利]一種機翼大變形情況下法向載荷施加方法

有效

• 申請號: 201410284790.0
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104058101A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 臧偉鋒;張侃;張海英
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: B64F5/00
• 分類號: B64F5/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 高原

技術領域

本發明屬于一種飛機強度試驗載荷施加方法，該方法能準確施加大變形情況下機翼的法向載荷。

背景技術

大變形情況下機翼法向載荷的施加是飛機強度試驗的一個難點，現階段，還沒有理想施加機翼法向載荷的方法，試驗單位通常會根據機翼變形的幅度和飛機結構的特點采用不同的施加方法。

目前，機翼大變形情況下其法向載荷最好的施加方法是加載點預先傾斜法，如圖1所示，加載點預先傾斜安裝在承力頂棚N處，N為預估的最終加載級數機翼法向對應的承力頂棚安裝位置。試驗開始時，初始加載方向并非機翼的法向，而且兩者的夾角最大；隨著試驗載荷由“零”級數向最終加載級數施加，加載方向逐漸向機翼的法向靠攏；當施加最終加載級數載荷時，加載方向正好是機翼的法向。

加載點預先傾斜法有兩個缺點：第一，該法僅能保證最終加載級數載荷方向近似于機翼的法向，而其余加載級數無法保證；第二，不同加載級數載荷試驗，頂棚加載點的位置也不同，試驗是需多次換裝。

發明內容

本發明的目的：提供了一種能準確施加所有加載級數機翼法向載荷的試驗方法。

本發明的技術方案是：一種機翼大變形情況下法向載荷施加方法，按加載級數對機翼大變形情況下機翼施加法向載荷P，再通過測量水平位移FH和傾斜位移OA或由飛機設計方事先給出的理論垂向位移AM運用線性插值的方法計算出各個加載級數的水平位移FH和傾斜位移OW；其次，計算出各個加載級數的α角、(90-α)角、β角、θ角、(90-θ)角；最后，建立水平和垂直方向力學平衡方程，得到各個加載級數第一加載通道1施加的載荷P₁和第二加載通道2施加的載荷P₂，

其中，P-機翼大變形情況下需要施加的法向載荷、P₁-第一加載通道1施加的載荷、P₂-第二加載通道2施加的載荷，A位置-機翼變形前加載點位置、O位置-機翼變形后加載點位置、ON-機翼加載點法線、AM-機翼垂向位移、W點-計算用輔助點，是以F為圓心，以FA為半徑畫圓與OF的交點、FH-機翼變形過程中的水平位移、AF-機翼變形前垂向初始高度值、OF-機翼變形后最終位置與地面原始位置的距離、OW-機翼變形后F位置測量的傾斜位移、AD-機翼變形前與承力頂棚的距離、θ-機翼加載位置切線與水平線的夾角。

各級P₁載荷與各級P₂載荷的確定過程具體如下：

步驟1：按加載級數對機翼大變形情況下機翼施加法向載荷P，在法向載荷P作用下，距翼跟L處的機翼轉角θ和撓度f用公式和公式算出，E為機翼的彈性模量，I為機翼的慣性矩，

步驟2：依據機翼理論垂向位移AM運用線性插值的方法計算出各個加載級數的水平位移FH和傾斜位移OA；

步驟3：計算出各個加載級數的α角、(90-α)角、β角、θ角、(90-θ)角；

步驟4：建立水平方向和垂直方向力學平衡方程，得到各個加載級數第一加載通道1施加的載荷P₁和第二加載通道2施加的載荷P₂,

其中

步驟5：用步驟4計算結果進行40％載荷試驗，測量水平位移FH和傾斜位移OA；

步驟6：用步驟5的測量結果重新計算出每個加載級數施加的載荷P₁和P₂；

步驟7：進行第二次40％載荷試驗，測量水平位移FH和傾斜位移OA；

步驟8：用步驟7的試驗測量結果再次計算出每個加載級數施加的載荷P₁和P₂；

步驟9：通過安裝在第一加載通道1上的作動筒施加步驟8各級P₁載荷，第二加載通道2上的作動筒施加步驟8各級P₂載荷，同級P₁載荷與同級P₂載荷的合力與同級法向載荷P等效，可以完成所有加載級數強度試驗。

理論垂向位移AM是由飛機設計方事先給出的。

所有加載級數的法向載荷，通常指法向載荷的5％、10％、15％、20％、30％、40％、50％、60％、65％、67％、70％、75％、80％、90％、100％、105％、110％、120％……。