[发明专利]一种整体壁板结构损伤断裂主动控制的试验方法

说明书

本发明公开了一种整体壁板结构损伤断裂主动控制的试验方法，涉及飞行器结构损伤容限试验领域，所述方法包括：确定整体壁板结构的设计参数和试验件；在试验件上引入第一组裂纹，在指定试验载荷谱下，对第一组裂纹进行裂纹扩展试验，记录试验数据，当符合预设条件时，停止试验，并对第一组裂纹进行裂纹修复和补强；对裂纹修复和补强后的试验件，引入第二组裂纹，并重复上述步骤直至裂纹扩展试验次数达到预设次数时，根据记录得到的所有试验数据，计算试验件的每一组裂纹对应的裂纹扩展速率和应力强度因子，进而得到所述多组设计参数中相对最优的一组设计。本发明提升了低成本、高效率的结构损伤容限试验验证能力，具有较高的实用性。

技术领域

本发明涉及飞行器结构损伤容限试验领域，特别是涉及一种整体壁板结构损伤断裂主动控制的试验方法。

背景技术

整体壁板由于具有疲劳性能好、制造简单、结构重量轻的优点，已经在多个中大型飞机结构中得到应用。但是，与传统的铆接壁板相比，整体壁板缺乏天然止裂原件——长桁与蒙皮连接的铆钉，使得损伤容限性能较差，针对这一缺点，国内外的学者及设计师们的研究重点就在于如何尽可能的提高其损伤容限性能从而满足飞行器损伤容限设计要求，达到安全的目的。

但目前的研究，一般着眼于细节的研究，瞄准的点较为局部，设计出的整体壁板需要通过大量分析和试验验证工作，其试验件结构参数多，试验设计困难，需要制作大批不同设计参数下的整体壁板结构进行试验验证和比较分析工作，既耗费了大量的试验经费，也需要耗费大量的试验时间，最终导致整体壁板结构设计与验证工作效率低下，成本较高，制约了大型整体壁板结构的设计周期和装机效果。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种整体壁板结构损伤断裂的全局控制方法，针对试验件结构参数多，需要制作大批不同设计参数下的整体壁板结构进行试验验证和比较分析工作的问题，提出了解决或者部分解决上述问题的技术方案。

本发明实施例提供一种整体壁板结构损伤断裂主动控制的试验方法，所述试验方法包括如下步骤：

步骤S1：确定所述整体壁板结构的设计参数，所述设计参数包括：不同筋条间距、筋条面积组合而成的多组设计参数；

步骤S2：确定该设计参数下的整体壁板结构进行试验时，传递载荷的加载过渡段的连接方式，该设计参数下的整体壁板结构与所述加载过渡段共同构成试验件；

步骤S3：在所述试验件上引入第一组裂纹，并确定所述第一组裂纹的位置、类型以及尺寸；

步骤S4：在指定试验载荷谱下，对所述第一组裂纹进行裂纹扩展试验，记录试验数据，当符合预设条件时，停止试验，并对所述第一组裂纹进行裂纹修复和补强；

步骤S5：对裂纹修复和补强后的试验件，引入第二组裂纹，确定所述第二组裂纹的位置、类型以及尺寸，并执行步骤：在指定试验载荷谱下，对所述第二组裂纹进行裂纹扩展试验，记录试验数据，当符合预设条件时，停止试验，并对所述第二组裂纹进行裂纹修复和补强；

步骤S6：重复执行步骤S3～步骤S5，直至裂纹扩展试验次数达到预设次数时，根据记录得到的所有试验数据，计算所述试验件的每一组裂纹对应的裂纹扩展速率和应力强度因子，进而得到所述多组设计参数中相对最优的一组设计参数。

可选的，确定所述整体壁板结构的设计参数，包括：

以多根筋条中目标筋条以及所述目标筋条对应的筋条面积、蒙皮厚度，作为一组设计参数，进行形成多组设计参数，所述目标筋条为筋条间距相同的筋条。

可选的，在所述试验件上引入第一组裂纹，并确定所述第一组裂纹的位置、类型以及尺寸，包括：

在所述试验件上任意两个相邻筋条间的蒙皮中央位置，引入所述第一组裂纹；

或者，在所述试验件上位于所有筋条中央位置的筋条上，引入所述第一组裂纹；