静力试验实验指导书最终版

微小型飞行器结构静力试验航空科学与工程学院航空创新实践基地一、实验目的 1掌握微小型飞行器结构静力试验的基本原理与方法；2掌握应变、位移的测量方法，掌握加载的方法；3掌握结构有限元静力分析与静力试验验证的方法；4熟悉飞机结构强度规范中对静力试验的要求；5制定静力试验大纲。二、实验内容 1测试翼梁截面尺寸相同的直机翼、小掠角后掠翼、稍大后掠角后掠翼在大小相同的升力作用下的应力、应变和位移。2将测试结果与结构有限元静力分析结果进行对比分析。三、实验仪器、设备 1支持系统（承力顶棚、承力地坪、承力墙）2加载系统 3应变测试仪4位移测试仪 5待测对象微小型飞行器结构静力试验平台如图1所示：该测试系统主要由1）支持系统、2）加载系统、3）应变测试仪、4）位移测试仪和5）待测对象几部分组成。支持系统用于安装待测对象，包括承力顶棚、承力地坪、承力墙三部分，根据不同的支持方式可选择其中的部分或全部用于支持待测对象。加载系统采用螺旋加载方式，加载机构通过钢丝绳和试验对象相连接，也可以采用重物加载的方式。应变测试仪采用DH3815N-2静态应变测试系统，提供1/4桥、半桥、全桥几种测试方法。位移测试系统采用LXW精密拉线位移测试系统。四、实验原理 将机翼固定在承力墙上，采用重物加载或者螺旋加载的方式给其施加载荷，利用应变测试仪测量机翼在不同载荷情况下的应力、应变，利用拉线式位移传感器测量机翼在不同载荷情况下的位移。图1 微小型飞行器结构静力试验平台五、实验步骤 1将待测试验件稳固地安装在承力墙上。2连接好应变片与应变测试仪的连线。3安装好位移传感器，并与测试点进行连接。4选择合适的加载方式，如选用重物加载则需要准备好不同质量的加载重物，如选用螺旋加载则需要布置好分力杠杆及连线。5连接好测试总线与计算机之间的接头，启动测试软件并进行有关参数的设置。6先进行预加载，用20-30%的使用载荷加载，以消除间隙和检验各部分是否正常。7再进行正式加载试验。先取预计最高载荷的5-10%为初始载荷，测量初始应变和位移，然后按一确定的程序逐级、均匀、缓慢地加载，并逐次测量和记录各个应变测量点、位移测量点和载荷测量点的数据，同时仔细观察试验件。重复进行3次正式加载试验。8更换新的待测试验件，重复1-7项内容。9将测试结果与结构有限元分析结果进行对比分析。六、实验报告要求 1试验报告要求包括：试验目的、试验内容、试验仪器与设备、试验原理、试验步骤、试验时间地点及参加人员、试验结果分析及其与有限元计算结果的对比等内容。要求对待测对象进行详实描述，对试验结果进行详细分析并总结规律，完成试验思考题。2试验报告要求书写工整，格式规范，简明扼要，图文并貌；符合学校关于试验报告的基本要求。七、实验注意事项 1确保各部位连接安全可靠，尤其注意机翼根部和承力墙之间的连接。2试验前制定详细而周密的试验大纲，并组织评审。试验时严格按照试验大纲进行试验。3加载钢丝上悬挂醒目标志物，以防止人员绊倒和损坏试验件。4出现异常和紧急情况，应冷静对待，立刻报告试验指导教师。八、思考题 1根据测量结果和计算结果的对比，分析两者之间差别产生的主要原因。2根据应变和位移的测试结果与计算结果，分析两者随载荷百分比变化的趋势。 3根据应变和位移的测试结果与计算结果，分析后掠角对于机翼结构强度和刚度影响的规律。附：实验对象描述图 机翼示意图实验所用机翼展长为1500mm，弦长350mm，翼梁在弦向40%处即距翼肋前缘140mm处。机翼上均匀布置十根翼肋用于加载，每根翼肋间距为150mm。根部固支端（从固定销末端算起）距第一根翼肋150mm。图中，箭头位置为应变花测量点，金属梁的四面均贴有应变花0度、45度、-45度。翼粱的材料为铝，截面形状及尺寸如下图：图 翼粱截面形状