本發(fā)明屬于飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種適用于對(duì)加強(qiáng)框、梁等結(jié)構(gòu)的典型截面進(jìn)行試驗(yàn)的方法。

背景技術(shù)：
在飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)于加強(qiáng)框、梁等結(jié)構(gòu)的典型截面的靜力/疲勞試驗(yàn)研究，一直沒有適當(dāng)?shù)姆椒ǎ鶇⒄占訌?qiáng)框、梁的真實(shí)結(jié)構(gòu)，模擬加強(qiáng)框、梁在飛機(jī)上的安裝、固定方式，采用大量連接夾具進(jìn)行試驗(yàn)，因此試驗(yàn)件數(shù)量多，制造、試驗(yàn)的周期長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是：設(shè)計(jì)一種能夠反映加強(qiáng)框、梁的典型截面特征的四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)件，通過簡(jiǎn)易的夾具，安裝在試驗(yàn)機(jī)上，進(jìn)行靜力/疲勞試驗(yàn)研究。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種加強(qiáng)框、梁?jiǎn)我唤孛骒o力/疲勞性能試驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟：第一，選取需要進(jìn)行試驗(yàn)研究的加強(qiáng)框、梁的截面；第二，設(shè)計(jì)一個(gè)四點(diǎn)彎曲梁，選材、制造工藝與上述的加強(qiáng)框、梁一致，以四點(diǎn)彎曲梁的中間橫截面為對(duì)稱軸，對(duì)稱軸處截面的形狀和尺寸與上述的加強(qiáng)框、梁截面的形狀和尺寸一致，對(duì)稱布置4根與上、下緣條和腹板垂直的筋條，分別作為固定點(diǎn)和加載點(diǎn)的支撐，在筋條1和筋條4與下緣條相交的部位，一端固定鉸支，一端可動(dòng)鉸支，形成簡(jiǎn)支梁，在筋條2和筋條3與上緣條相交的部位加載，加載方向沿筋條軸線，并從上緣條指向下緣條；第三，分析并繪制四點(diǎn)彎曲梁彎矩圖，在筋條2和筋條3之間的區(qū)域是彎矩相等的純彎曲段，作為試驗(yàn)考核段；第四，根據(jù)對(duì)稱軸處的截面尺寸，計(jì)算載荷P的大小，作為四點(diǎn)彎曲梁的靜力試驗(yàn)的設(shè)計(jì)載荷，其中P=kWσb/L，并對(duì)受壓緣條進(jìn)行穩(wěn)定性校核，然后進(jìn)行靜力破壞試驗(yàn)；第五，根據(jù)加強(qiáng)框、梁所選截面的疲勞壽命要求，結(jié)合四點(diǎn)彎曲梁的靜力破壞試驗(yàn)結(jié)果，確定四點(diǎn)彎曲梁的疲勞試驗(yàn)載荷譜，進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。所述在P=kWσb/L的公式中，σb是四點(diǎn)彎曲梁所選材料及工藝的強(qiáng)度極限，W為四點(diǎn)彎曲梁對(duì)稱軸處截面的抗彎截面系數(shù)，k為四點(diǎn)彎曲梁對(duì)稱軸處截面的塑性修正系數(shù)，L表示筋條2和筋條3之間的距離。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1）四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)件作為具有典型加強(qiáng)框、梁特征的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件，反應(yīng)了加強(qiáng)框、梁主要截面的受力情況，用其進(jìn)行試驗(yàn)研究，可以明顯縮小試驗(yàn)的規(guī)模，縮短試驗(yàn)的周期并降低研制成本；2）四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)件尤其適用于沒有集中承力接頭的以承受彎曲載荷為主的加強(qiáng)框、梁結(jié)構(gòu)的典型受力截面的試驗(yàn)研究;3）由于四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)規(guī)模較小，便于進(jìn)行加強(qiáng)框、梁的不同材料或工藝的對(duì)比試驗(yàn)研究;4）可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)夾具如圖4所示，在普通的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行四點(diǎn)彎曲梁靜力/疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)簡(jiǎn)單、方便。附圖說(shuō)明附圖1是典型四點(diǎn)彎曲梁結(jié)構(gòu)附圖2是四點(diǎn)彎曲梁支持、加載簡(jiǎn)圖附圖3是四點(diǎn)彎曲梁彎矩圖附圖4是帶簡(jiǎn)易夾具的四點(diǎn)彎曲梁支持、加載示意圖附圖5是加強(qiáng)框a典型截面的四點(diǎn)彎曲梁附圖6是加強(qiáng)框a典型截面四點(diǎn)彎曲梁的疲勞試驗(yàn)載荷譜附圖7是加強(qiáng)框b的焊接四點(diǎn)彎曲梁附圖8是加強(qiáng)框b焊接四點(diǎn)彎曲梁的疲勞試驗(yàn)載荷譜具體實(shí)施方式下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。最佳實(shí)施例一：一、加強(qiáng)框a為承受主起落架著陸載荷的主承力結(jié)構(gòu)，為了提高加強(qiáng)框的整體性和生產(chǎn)效率，擬采用整體鍛件制造，由于加強(qiáng)框a上沒有集中承力接頭，無(wú)法單獨(dú)對(duì)加強(qiáng)框a整體鍛件的真實(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)研究，通過分析加強(qiáng)框a的受力情況，選取其受力最嚴(yán)重的下位鎖梁軸線與22長(zhǎng)桁軸線之間的截面作為試驗(yàn)研究的對(duì)象，該截面的靜力/疲勞性能可以涵蓋其它截面。二、設(shè)計(jì)一個(gè)四點(diǎn)彎曲梁，采用鈦合金大型鍛件制造，梁腹板上布置4根筋條，分別作為固定點(diǎn)和加載點(diǎn)的支撐，在距離對(duì)稱軸較遠(yuǎn)的兩個(gè)筋條的下緣條處固定，形成簡(jiǎn)支，在距離對(duì)稱軸較近的兩個(gè)筋條的上緣條處加載，結(jié)構(gòu)尺寸如圖5所示。三、根據(jù)對(duì)稱軸處的截面尺寸，計(jì)算載荷P的大小，作為四點(diǎn)彎曲梁的靜力試驗(yàn)的設(shè)計(jì)載荷，其中P=kWσb/L=278569.2N（k=1.07，W=34559.08mm3，σb=1130MPa，L=150mm），同時(shí)進(jìn)行四點(diǎn)彎曲梁受壓緣條的穩(wěn)定性校核，σLin=σb，σLin表示梁緣條的臨界失穩(wěn)強(qiáng)度，然后進(jìn)行2件四點(diǎn)彎曲梁的靜力破壞試驗(yàn)，靜力破壞試驗(yàn)結(jié)果見表1，與理論計(jì)算的設(shè)計(jì)載荷比較相差4.6%，分析認(rèn)為是塑性修正系數(shù)k的理論計(jì)算與實(shí)際有偏差導(dǎo)致。表1各種典型截面四點(diǎn)彎曲梁的靜力試驗(yàn)載荷四、按照?qǐng)D6的疲勞試驗(yàn)載荷譜進(jìn)行四點(diǎn)彎曲梁的疲勞試驗(yàn)，圖6中的Pm表示上述靜力試驗(yàn)破壞載荷的平均值。四點(diǎn)彎曲梁完成了10萬(wàn)次的疲勞試驗(yàn)，沒有產(chǎn)生破壞，達(dá)到了疲勞壽命的要求。最佳實(shí)施例二：一、加強(qiáng)框b為采用鈦合金鍛件氬弧焊連接工藝制造而成的，為了改善零件的工藝性，擬采用電子束焊代替氬弧焊，為了比較兩種焊接工藝對(duì)加強(qiáng)框b的靜力/疲勞性能的影響，設(shè)計(jì)了兩種焊接形式的四點(diǎn)彎曲梁結(jié)構(gòu)，焊縫選在四點(diǎn)彎曲梁的對(duì)稱截面處。二、設(shè)計(jì)兩組四點(diǎn)彎曲梁結(jié)構(gòu)，采用鈦合金鍛件制造，梁腹板上布置4根筋條，分別作為固定點(diǎn)和加載點(diǎn)的支撐，在距離對(duì)稱軸較遠(yuǎn)的兩個(gè)筋條的下緣條處固定，形成簡(jiǎn)支，在距離對(duì)稱軸較近的兩個(gè)筋條的上緣條處加載，兩組四點(diǎn)彎曲梁結(jié)構(gòu)除了分別采用氬弧焊和電子束焊之外，其余工藝、形狀和尺寸完全相同，結(jié)構(gòu)尺寸如圖7所示。三、根據(jù)對(duì)稱軸處的截面尺寸，計(jì)算載荷P的大小，作為四點(diǎn)彎曲梁的靜力試驗(yàn)的設(shè)計(jì)載荷，其中P=kWσb/L=221653.3MPa，（k=1.224，W=24038.4mm3，σb=1130MPa，L=150mm），同時(shí)進(jìn)行四點(diǎn)彎曲梁緣條的穩(wěn)定性校核，σLin=σb，然后進(jìn)行靜力破壞試驗(yàn)，靜力試驗(yàn)的結(jié)果見表1，可以看出兩種焊接工藝的靜強(qiáng)度相當(dāng)。四、按照?qǐng)D8的疲勞試驗(yàn)載荷譜進(jìn)行兩組四點(diǎn)彎曲梁的疲勞試驗(yàn)，圖8中各級(jí)載荷為Fi×Pm，Pm表示上述靜力試驗(yàn)破壞載荷的平均值。兩組四點(diǎn)彎曲梁均完成了規(guī)定載荷譜下30個(gè)循環(huán)的疲勞試驗(yàn)，達(dá)到了加強(qiáng)框b的疲勞壽命要求。通過上述兩組四點(diǎn)彎曲梁的靜力/疲勞試驗(yàn)研究，表明加強(qiáng)框a典型受力截面以及在加強(qiáng)框b上用電子束焊代替氬弧焊都能夠滿足加強(qiáng)框靜力/疲勞設(shè)計(jì)要求。