SibNIA研究中心目前承担了俄制主要军、民飞机的结构强度与飞行测试...
邓亚权
[摘 要]当前，随着科学技术的快速发展，对于拉压垫加载技术的应用也是越来越成熟，在这当中，为了能够使得拉压垫加载体系得到相应的优化，就需要不断采用其所传导的双向负载性。一般，在对整体结构的设计当中其主要可以分为两种，首先就是对其软材料的基础设计，采用这种设计方式在整体设计体系当中非常的常见，其次就使对其荷载金属体的变化情况有效明确，以此使得飞机结构强度得到整体的增强。
[关键词]拉压垫加载技术；飞机结构；强度试验
中图分类号：V216 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0286-01
1 拉压垫加载技术在飞机结构强度试验中的研究现状
随着飞机的发展换代，飞机结构强度试验加载技术也从早期的沙袋加载，发展到最新的全自动化协调加载。结构表面载荷模拟加载系统是飞机结构强度试验技术的重要组成部分。在我国早期飞机结构强度试验中，通常采用胶布带、卡板进行加载，胶布带粘贴工艺复杂，粘接质量受操作人员水平影响较大。随着飞机结构的中新结构、新材料的大量应用，飞机结构强度试验对无损检测、加载速率等提出了较高的要求，胶布带-杠杆系统因不能施加双向载荷，加载时需要飞机结构进行全覆盖式粘贴，影响结构的无损检测、而且加载速率较慢，卡板加载适用条件苛刻，只能施加集中载荷，无法进行多加载节点拉压双向载荷的施加。
2 飞机结构强度中拉压垫加载技术应用基础
2.1 拉压垫加载技术结构设计
在对其结构设计当中，第一就需要对设计体系的完整性进行思考。首先需要将橡胶与金属板相互连接。同时还要采用多种拉压组合的方式让整体的试压效率得到相应的提升。在体系设计的过程中，还要懂得将橡胶的菱边进行导圆。对于大载面的设计，其需要根据飞机强度的变化情况进行局域性的设计，最终让整体的设计效果得到全面的发挥。
2.2 粘结剂以及橡胶材料的选取
在对粘结剂以及橡胶材料的选取当中，首先需要根据拉压垫加载技术的特点对其种类、型号进行基础性的确定。同时，还要按照材料的不同性能对其进行基础的分类。例如：“对于抗腐蚀的材料我们需要采用多种不同粘结剂进行组合。”同时还要按照表面处理法的方式对材料进行表面性质的处理，从而全面增强其实用性能。而且在进行橡胶的选择过程中，还需要对其固化的能力做出基础的试验，从而选择强度合适的橡胶进行选材的基础控制，最终达到较为理想的控制效果。
2.3 工艺规程设计的制作
在这当中，为了确保制作和粘贴工艺的强度，首先需要确保粘贴强度具有一定的稳定性和统一性。根据近年来对粘贴工艺的研究，将被粘贴物表面进行等离子表面处理，将会在很大程度上提高橡胶粘贴性能。而在此过程中，对拉压垫进行制作和粘贴工作，为了能够使得其整体的处理效率得到相应的提高，需要对其整体的处理工艺体系进行相应的优化。在方法的选取上，主要可以从多个方面进行相应的考虑。其中表面处理法以及所采用的刷胶次数都需要进行综合性的整合。并形成固定的工艺规程，从而最大程度提高该制作和粘贴工艺的效果。
2.4 拉压垫加载试验技术的应用
2.4.1 抗压垫单点测量
在对单点实施测量的过程中，需要采用定点的方式让拉压垫的杠杆应用系统的稳定性能得到相应的增强。同时，在进行动作压力的主体设计过程中，需要采取多级系统的设计方式，让拉压垫的杠杆系统能够得到逐级的分布。从而让试验的总行次数能够逐步的得到相应的增加。如果杠杆系统出现了任何的异常情况，可以利用单点测压的方式让试点电压得到逐级的改变，从而让单点试验的整体效率得到相应的提高。
2.4.2 多载试验点的初级验证
在多级分布点的控制当中，其需要对配套的杠杆系统进行初步性的调试。一般情况下，可以利用杠杆的平衡性能让荷载达到设计的要求。在整体的设计过程中，通常需要采用38个设计荷载点对其进行荷载试验。并反复进行多次试验变行。从而使得其位移的重复性全面的减低。最后在协调性的试验方面，需要对其极限荷载的变化情况进行主体的数据分析，当极限荷载加载到95%极限载荷时，整个加载系统保持稳定。在进行静力的试验过程中，需要结合试验的循环特性，对其荷载的变化趋势进行多级别的划分。首先在荷载范围方面，分别在20%～40%验证载荷、20%～60%验证载荷、0～60%验证载荷。在试验点的分配上，其通常表现为180个循环点。在拉压垫的变化情况下，其应变范围也会出现不同程度的调节。在进行试验的过程中，其還需要不断加强拉压试验的稳定性，从加载系统的局部结构进行出发。
3 拉压垫加载技术的实践应用
拉压垫加载技术在多个型号试验中进行了应用，其在加快试验进度、便于无损检测等方面效果显著。图1为采用拉压垫加载技术的机身舱门试验。某飞机全机静力地面验证试验中共有7个全机工况，共进行了12次试验，所有试验中机翼采用一套杠杆系统和作动筒，选取采用胶布带-杠杆载荷加载系统的某型飞机全机静力地面验证试验与之对比，该型飞机全机静力地面验证试验有4个全机工况，进行8次试验，每次试验均需要安装一次不同的杠杆系统和作动筒，向上加载点安装在承力顶棚上，根据实际经验，一个向上加载点的安装强度（时间、人力）为地面加载点的3倍，因此在对比中，所有工况的加载点按换装次数叠加在一起，所有加载点均换算成为地面加载点。具体对比数据见表1。
对比表1中数据，拉压垫的粘贴数目仅为胶布带粘贴数目的四分之一，需要打磨面积仅为胶布带的一半，加载点安装个数不到胶布带的三分之一，加载速率也比胶布带提高了10%，通过这些数据可以看出，拉压垫加载技术是一种高效率、低安装量的载荷模拟加载技术。
复合材料结构完成一次结构强度试验后，必须进行无损检测。采用胶布带-杠杆系统进行加载时，需要完全覆盖在结构的表面，会对无损检测造成不便，影响检测精度，但采用拉压垫加载技术进行加载，不但能够传递双向载荷，而且载荷传递效率高，不需要布满整个结构就能满足加载要求，非常有利于进行无损检测。
4 结语
总之，采用拉压垫加载技术在应用于飞机航空结构强度中具有较高的改善作用，同时拉压垫加载技术在飞机结构中应用具有较高的可行性。拉压垫-杠杆系统的研究，使得胶布带-杠杆系统等加载技术中所存在的一系列问题得到了很好的解决，不仅极大的提高了试验加载速率，同时也使得复合材料进行强度试验后进行试验后的无损检测的精确性得到了保证。
参考文献
[1] 贺谦，冯建民，韩凯.飞机结构强度试验异常声源信号提取方法研究[J].科学技术与工程，2017，（05）：312-315.endprint
