[發明專利]一種復合材料加筋壁板壓損強度試驗確定方法

有效

• 申請號: 201911346504.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110887737B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 任善;趙占文;陳軍;柴慧
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明公開了一種復合材料加筋壁板壓損強度試驗確定方法，包括步驟1：根據給定的復材加筋板，設計兩組壓損試驗件；步驟2：對兩組壓損試驗件進行壓損試驗，記錄兩組中每個壓損試驗件的破壞載荷F_kij，計算每個壓損試驗件的壓損強度；步驟3：繪制壓損強度隨試驗件長細比變化的曲線；步驟4：建立兩條直線方程，分別計算直線方程與平面直角坐標系縱軸的交點；步驟5：計算復合材料加筋壁板壓損強度σ_k，解決了目前工程領域主要通過具有相同加筋板剖面的短柱進行壓損試驗得到壓損強度，存在的試驗結果差異性較大、嚴重影響了后續加筋板軸壓承載能力的計算結果，給飛機結構設計帶來了不安全的隱患或者過多的重量代價的問題。

技術領域

本發明屬于航空強度技術領域，尤其涉及一種復合材料加筋壁板壓損強度試驗確定方法。

背景技術

復合材料加筋板壓損強度是確定處于中長柱區復合材料加筋板軸壓承載能力的重要參數，其與材料性能、成型工藝和結構參數密切相關，由于受諸多因素的影響，導致目前還沒有可靠的理論方法可以計算得到該參數，有的文獻中給出了按組合型平板計算壓損強度的方法，但也指出僅適用于由薄壁桁條加強的加筋板，而且也并沒有經過充分的試驗驗證。就目前而言，工程領域主要還是通過具有相同加筋板剖面的短柱進行壓損試驗得到壓損強度。

但目前關于復合材料加筋板的壓損試驗應如何規劃和設計，以及獲得的試驗結果如何應用，并沒有一個明確的規范和標準，通常認為對于長細比小于20的短柱，其壓損強度趨于定值，因此不同人員在設計試驗件時，根據各自的經驗或加工限制等，指定了一個介于0～20之間的數作為試驗件的長細比用于設計試驗件，但根據前期的試驗結果發現，即使對于相同剖面的試驗件，在0～20的長細比之間，試驗件長度變化引起的試驗結果差異也是顯著的，甚至達到10％以上，如果選取不當會導致獲得的壓損強度或高或低，嚴重影響了后續加筋板軸壓承載能力的計算結果，給飛機結構設計帶來了不安全的隱患或者過多的重量代價。

發明內容

本發明的目的：提出一種復合材料加筋壁板壓損強度試驗確定方法，用以及解決目前工程領域主要通過具有相同加筋板剖面的短柱進行壓損試驗得到壓損強度，存在的試驗結果差異性較大、嚴重影響了后續加筋板軸壓承載能力的計算結果，給飛機結構設計帶來了不安全的隱患或者過多的重量代價的問題。

本發明的技術方案：

一種復合材料加筋壁板壓損強度試驗確定方法，包括以下步驟：

步驟1：根據給定的復材加筋板，設計兩組壓損試驗件；

步驟2：對兩組壓損試驗件進行壓損試驗，記錄兩組中每個壓損試驗件的破壞載荷F_kij，計算每個壓損試驗件的壓損強度；

步驟3：繪制壓損強度隨試驗件長細比變化的曲線；

步驟4：建立兩條直線方程，分別計算直線方程與平面直角坐標系縱軸的交點；

步驟5：計算復合材料加筋壁板壓損強度σ_k。

步驟1所述的兩組壓損試驗件，第一組壓損試驗件剖面與給定的復材加筋板剖面完全相同，但按長度分為m種，m≥5，保證所有長度的壓損試驗件長細比介于0～(L′/ρ)_max之間，(L′/ρ)_max為壓損試驗件長細比最大值，取30，每種相同參數的壓損試驗件有n個，n≥3；

步驟1所述的兩組壓損試驗件，第二組壓損試驗件剖面與第一組的區別在于筋條的間距進行縮短，第二組壓損試驗件筋條的間距S₂比筋條底緣寬度大，與第一組類似，按長度分為m種，m≥5，保證所有長度的壓損試驗件長細比介于0～(L′/ρ)_max之間，取30，相同參數的壓損試驗件n個，n≥3。

步驟2所述的計算每個壓損試驗件的壓損強度，計算公式為：