一种带上反角的飞机机翼翼根梁对接结构试验装置及方法与流程

【】本发明涉及航空技术，尤其涉及一种带上反角的飞机机翼翼根梁对接结构试验装置及方法。

背景技术

0、背景技术：

1、民机机翼翼根对接结构设计是飞机设计的重要环节之一，不同的对接结构形式对应的传力方式不同，对飞机的使用寿命、装配工艺都会产生重大影响。对接结构将机翼的气动载荷以力和力矩的形式传递至机身上，对接结构的形式与机身的构造相互影响，所以对接结构的连接效率会极大地影响飞机的结构重量。

2、民机机翼翼根结构是全机受载最大的部位之一，其设计是重中之重。翼梁缘条承受由机翼弯矩所引起的轴力，翼梁腹板则要承受剪力，翼根梁对接结构对于机翼结构以及中机身连接结构均有较大影响。

3、根据对国内外民用飞机翼根梁对接结构的调研，翼梁截面形式为“c”形或“i”形，梁翼根梁对接结构主要有两种方案，分别称之为“搭接式”和“搭接-对接式”方案。针对机翼外翼与中央翼对接区带有上反角的梁对接结构方案，设计相应的试验装置并开发试验方法，通过试验更准确的反应真实结构传力路径并验证分析方法，提升翼梁对接结构分析水平，进而有效提高翼根梁对接结构设计水平。

4、现有技术中考虑带上反角的民机机翼翼根梁对接试验装置或方法较少。

5、如图1所示，cn109520860b中设计了一种复合材料梁对接试验件，实现梁缘条对接和梁腹板对接的双重考核。该试验件整个截面设计为“工”形，以尽量消除试验加载偏心引起的扭矩，试验加载段设计有两个加载点，通过调整两个加载点的载荷来保证梁缘条和梁腹板对接处的弯矩和剪力与结构真实受力一致，本提案考虑了机翼上反角，可适用于带上反角的翼根梁对接结构试验，与对比方案结构形式不同。

6、如图2所示，cn210136142u提供一种复合材料c型梁弯曲和剪切耦合加载装置，能够对复合材料c型梁进行弯曲和剪切耦合加载，避免应力集中；同时，能够防止试验件由于偏心而扭转，本提案考虑了机翼上反角，可适用于带上反角的翼根梁对接结构试验，与对比方案结构形式不同。

7、如图3所示，cn106769543b提供了一种复合材料翼梁对接结构剪切性能测试装置及其方法，能够解决现有的对复合材料型翼梁对接结构的剪切性能测试装置容易发生扭转、不平衡而导致产生偏心距使得试验数据不稳定或不可控的问题，本提案考虑了弯矩和剪切两种载荷共同作用下对翼梁对接结构的影响，并考虑了机翼上反角，与对比方案结构形式和受力不同。

8、如图4所示，cn106248322b发明了一种弯剪受载形式的机翼盒段试验装置。弯剪受载形式的机翼盒段试验装置利用“杠杆”原理进行支持与加载，载荷形式是“弯矩”或“弯矩+剪力”，本提案对翼梁对接结构且考虑了机翼上反角，载荷形式为弯矩与剪力组合式，与对比方案结构形式不同。

9、如图5所示，cn105716888b发明了一种针对“纯弯”载荷下机翼盒段试验装置/方法，利用该装置能在不依赖承力墙的情况下，可对不同长度、不同接口形式的盒段试验件进行试验。本提案考虑了机翼上反角，且载荷形式为弯矩与剪力组合式，与对比方案结构形式和受力不同。

10、因此，有必要研究一种带上反角的飞机机翼翼根梁对接结构试验装置及方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、有鉴于此，本发明提供了一种带上反角的飞机机翼翼根梁对接结构试验装置及方法，适用于翼根梁对接结构选型试验及验证试验，为民机机翼翼根梁对接结构设计提供支持。

2、一方面，本发明提供一种带上反角的飞机机翼翼根梁对接结构试验装置，所述对接结构试验装置用于对飞机机翼翼根梁的传力路径和载荷分配进行试验验证，所述对接结构试验装置包括：

3、带上反角的翼根梁对接试验件，用于固定外翼梁和中央翼梁，并接收飞机机翼翼根梁的传力路径和载荷分配；

4、外翼侧加载过渡段，用于传递外翼梁延伸方向的加载载荷；

5、中央翼侧支撑段，用于传递中央翼梁延伸方向的加载载荷

6、所述带上反角的翼根梁对接试验件一端连接外翼侧加载过渡段，另一端连接中央翼侧支撑段，中央翼侧支撑段与刚性支架或承力墙紧固连接。

7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述带上反角的翼根梁对接试验件上设有对接带板组件，带上反角的翼根梁对接试验件为整体式三叉接头结构，所述整体式三叉接头结构包括一纵板和两块关于纵板对称设置的斜板，两块斜板分别通过对接带板组件与外翼梁和中央翼梁连接。

8、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对接带板组件包括外翼侧蝶形内侧带板和外翼侧蝶形外侧带板，外翼梁腹板同时通过外翼侧蝶形内侧带板和外翼侧蝶形外侧带板与外翼侧加载过渡段紧固连接。

9、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对接带板组件还包括外翼侧上缘条上连接带板、外翼侧上缘条下连接带板、外翼侧下缘条上连接带板和外翼侧下缘条下连接带板，外翼梁的上缘条同时通过外翼侧上缘条上连接带板和外翼侧上缘条下连接带板与外翼侧加载过渡段紧固连接，外翼梁的下缘条同时通过外翼侧下缘条上连接带板和外翼侧下缘条下连接带板与外翼侧加载过渡段紧固连接。

10、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对接带板组件还中央翼侧蝶形内侧带板和中央翼侧蝶形外侧带板，中央翼梁腹板同时通过中央翼侧蝶形内侧带板和中央翼侧蝶形外侧带板与中央翼侧支撑段紧固连接。

11、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对接带板组件还中央翼侧上缘条上连接带板、中央翼侧上缘条下连接带板、中央翼侧下缘条上连接带板和中央翼侧下缘条下连接带板，中央翼梁的上缘条同时通过中央翼侧上缘条上连接带板、中央翼侧上缘条下连接带板与中央翼侧支撑段紧固连接，中央翼梁的下缘条同时通过中央翼侧下缘条上连接带板和中央翼侧下缘条下连接带板与中央翼侧支撑段紧固连接。

12、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述整体式三叉接头同时搭接于外翼梁和中央翼梁上，外翼侧和中央翼侧的翼梁腹板分别固定连接在两块斜板靠近纵板的一面上，对接带板组件固定在两块斜板相反于纵板的另一面上，中央翼梁腹板、外翼梁腹板、整体式三叉接头和对接带板构成双剪结构。

13、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述带上反角的翼根梁对接试验件上还设有上连接缘条和下连接缘条，所述上连接缘条同时紧固连接外翼梁和中央翼梁的上缘条，所述下连接缘条同时紧固连接外翼梁和中央翼梁的下缘条，上连接缘条、下连接缘条、外翼梁和中央翼梁的上下、下缘条以及整体式三叉接头构成双剪结构。

14、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述外翼侧加载过渡段上设有加载辅助接头、防扭支撑杆、第一传载防扭转支撑框架和第二传载防扭转支撑框架，所述第一传载防扭转支撑框架和第二传载防扭转支撑框架分别通过防扭支撑杆顶在外翼侧加载过渡段的两侧，防扭支撑杆与过渡段的接触端头为滚轮结构，滚轮沿外翼侧加载过渡段边平面自由滑动，外翼侧加载过渡段与加载辅助接头通过紧固件连接，构成“工”形截面，“工”形截面通过紧固件与加载端作动器连接。

15、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种带上反角的飞机机翼翼根梁对接结构试验方法，通过所述的对接结构试验装置实现，所述对接结构试验方法用于对飞机机翼翼根梁的传力路径和载荷分配进行试验验证，包括以下步骤：

16、s1：以中央翼梁侧为固定端，对接平面和外翼侧为加载端，试验件受载后沿z方向移动；

17、s2：外翼侧加载端施加载荷f1，其中，f1为外翼侧加载端施加的载荷，由加载端作动器提供，

18、s3：f1将载荷传递至试验件，第一传载防扭转支撑框架和第二传载防扭转支撑框架的防扭支撑杆为外翼侧加载过渡段提供支撑刚度，使f1仅以弯矩和剪力的形式传递至试验件，弯矩转化为试验件上、下缘条的轴力，剪力由试验件对接平面处的结构承受；

19、s4：获取传力路径和载荷分配结果，完成试验。

20、与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

21、本发明所提出的试验装置及方法，可推广应用于翼梁对接结构的弯剪联合试验或纯弯曲，或翼梁本体的弯剪联合或纯弯曲试验，其翼梁截面形式可为“c”形或“i”形等，并可推广应用于平直翼梁对接结构试验。

22、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。