[发明专利]一种机身蒙皮均布增压疲劳实验机及其模拟方法

说明书

本发明公开了一种机身蒙皮均布增压疲劳实验机，包括模拟客舱、模拟蒙皮试验件、保护装置、系统控制模块和动力单元；模拟客舱用于储存给模拟蒙皮试验件增压、卸压的介质以便模拟真实的客舱受载环境；模拟蒙皮试验件用于模拟飞机机身蒙皮在内外压差作用下均布增压疲劳过程，模拟蒙皮试验件可以是平板或是曲面蒙皮板；保护装置用于在模拟蒙皮试验件失效时起安全保护作用；系统控制单元用于实现给模拟蒙皮试验件循环增、卸压过程并实时采集相应的数据，同时控制加、卸载的周期；动力单元用于提供循环增、卸压过程的动力。通过给密闭的模拟客舱增压、卸压，从而模拟飞机客舱(机身蒙皮)在飞行循环中爬升、巡航和降落过程中的均布增压疲劳过程。

技术领域

本发明涉及一种增压疲劳实验机，尤其涉及一种机身蒙皮均布增压疲劳实验机。

背景技术

1988年的ALOHA243航班空难事件，虽然没有造成惨重的人员伤亡，但事故背后的原因却使人们对某些现象有了更清楚的认识。NTSB对ALOHA事故进行调查后发现，这次空难事件的主要原因之一是飞机客舱蒙皮在循环均布增压载荷作用下引起机身蒙皮铆钉处的裂纹形成与扩展，最终导致空难事件的发生。某航空公司的机身蒙皮修理后，蒙皮再次出现裂纹，从而二次修理，其重要原因也是由循环均布增压载荷而引起的疲劳破坏。因此，研究飞机机身蒙皮铆钉连接处以及机身蒙皮修理区铆钉连接处在均布增压疲劳载荷作用下的裂纹扩展机理很有必要。

传统的疲劳实验机主要进行材料的拉、压、弯、扭疲劳实验，并不能模拟机身蒙皮在飞行循环中的均布增压疲劳载荷。飞机客舱体积大、增压客舱内外压差高达0.6个大气压，传统的均布增压疲劳实验环境苛刻，一般将密闭机身段放在特制水池中进行实验，实验装置复杂、成本昂贵。研究设计一台结构小巧、增压客舱内外压差为飞机巡航时压差值的小型均布增压疲劳实验机非常有必要。

发明内容

针对传统疲劳实验机的不足和现有飞机机身蒙皮均布增压疲劳实验装置的复杂性，本发明提供一种机身蒙皮均布增压疲劳实验机，可以模拟飞机机身蒙皮在飞行循环中爬升、巡航和降落过程中的均布增压疲劳过程，进而研究机身蒙皮在均布增压疲劳载荷作用下的裂纹扩展机理。