ICS 49.020 V 35
HB 8610-2021
飞机结构试验拉压垫加载通用要求
General requirements of tension/compression pads loading
for airplane structure test
2021-04-19 发布 2021-07-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本标准按照 GB/T 1. 1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。
本标准起草单位：中国飞机强度研究所、中国航空综合技术研究所。
本标准主要起草人：卓轶、何志凯、樊优优、张文东、吕媛波、董登科、贾晓。
飞机结构试验拉压垫加载通用要求
1 范围
本标准规定了飞机结构试验拉压垫加载适用范围、加载系统设计等通用要求。
本标准适用于飞机结构试验，其他结构试验可参考使用。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
AP-21-AA-2011-03-R4 航空器型号合格审定程序
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
拉压垫 tension/compression pad
一种采用超弹性板和金属板粘接而成的、用于飞机结构强度地面试验的加载单元， 使用时粘贴于飞机结构表面，通过预留螺纹孔与接头和杠杆相连，超弹性板与飞机的粘贴面应根据飞机外形进行修型，保证与飞机表面的贴合。
3.2
拉压垫加载系统 tension/compression pad load system
由一块或者多块拉压垫、接头以及杠杆组成的载荷施加系统，可以施加拉压双向载荷。
3.3
拉压垫加载 tension/compression pad loading
在飞机结构强度试验中，采用拉压垫加载系统，将外部载荷施加在飞机结构表面。
4 一般要求
4.1 拉压垫适用范围
拉压垫用于飞机结构静力/疲劳强度试验中，在飞机结构表面施加拉压双向载荷。
4.2 粘接剂
粘贴拉压垫所用的粘接剂应满足以下要求：
a) 粘接剂的拉伸强度、剥离强度、韧性等材料特性应满足试验需求;
b) 粘接剂应可在常温环境下粘贴和固化;
c) 对试验件、拉压垫无腐蚀，低毒、环保。
4.3 作业和使用环境
拉压垫在制作和粘贴过程中，作业环境应满足作业规程的要求。
拉压垫在试验室环境下进行使用。
5 拉压垫加载系统的设计要求
5.1 拉压垫加载节点设置原则
拉压垫加载节点设置应根据结构特点、载荷特点， 设计合理的加载节点数目和位置，其设置应满足以下要求：
a) 加载节点数量要求：一套拉压垫加载系统包含的节点数量应满足结构载荷施加要求、便于设计杠杆。
b) 加载节点位置要求：
1) 加载节点应设置在框、墙、肋或者桁条上，避免设置在无上述结构的蒙皮上;
2) 加载节点应尽量避开结构面上的鼓包、口盖及开口区域;
3) 对于机头、起落架舱门、发动机短舱等曲面结构，应按结构、载荷状况均匀布置;
4) 加载节点的位置分布应有利于杠杆系统的设计，间隔不小于粘贴拉压垫所需空间。
c) 加载节点载荷要求：
1) 加载节点的试验载荷应小于结构的承载能力;
2) 加载节点的试验载荷应小于拉压垫的承载能力;
3) 采用杠杆连接的相邻节点的载荷比值应满足杠杆的设计要求。
5.2 拉压垫型号的选择原则
按照试验中该加载节点所承受的最大载荷选择拉压垫的型号，表 A. 1 列举了采用附录 A 工艺规程制作拉压垫的尺寸及对应的使用载荷，可以在拉压垫加载时选用。
5.3 拉压垫的编号原则
拉压垫编号原则一般为：
a) 拉压垫应按部位、受力方向统一编号;
b) 拉压垫编号应能明确表示其粘接部位、受力方向。
5.4 拉压垫图绘制要求
拉压垫图的绘制需符合机械制图标准。试验件、部件外形、相关的肋、框线用细实线， 拉压垫用粗实线，其他轴线等必须符合机械制图标准。
每个飞机结构部件应单独绘制拉压垫图，每页拉压垫图通常应包括：
a) 框、肋、轴线等简图及粘贴于其上的拉压垫位置、方向及型号示意;
b) 尺寸标注;
c) 技术要求(附注);
d) 明细表;
e) 签字栏。
5.5 接头设计原则
接头根据加载节点分布特点和金属板预留螺纹孔特点进行设计，接头应易安装、可通用，稳定性好，同时，接头不能限制试件与杠杆之间的相对转动。附录 B 中设计了 2 种形状的接头，可在拉压垫加载中进行应用。
5.6 杠杆设计原则
杠杆需要传递双向载荷，对结构稳定性和可靠性要求高，其设计时遵循以下原则：
a) 杠杆系统不限制试验件的变形;
b) 杠杆系统的稳定性、自由度应满足试验加载的要求;
c) 杠杆与接头之间、杠杆之间应设计为硬式链接，配套的连接件应满足硬式连接的要求;
d) 杠杆的尺寸设计需考虑拉压垫粘贴产生的允许范围内的误差;
e) 杠杆在满足加载所需要的强度、刚度的条件下，应控制杠杆重量，对杠杆形状进行优化;
f) 杠杆力臂比不大于 4。
附录 B 中介绍了 4 种通过试验验证的杠杆形式，在拉压垫加载过程中可以进行应用。
6 拉压垫粘贴
拉压垫的粘贴应在拉压垫粘贴工艺规程的指导下进行，附录 C 介绍了采用LDJ-281 胶制作拉压垫工艺规程，在拉压垫加载中可以按照该规程进行粘贴。如果采用其他粘接剂， 可参考附录 C 进行作业，通过试验验证后形成工艺规程，供拉压垫粘贴时使用。
拉压垫粘贴属于质量控制程序中的特殊过程，需进行确认，具体为：
a) 确认时限：特殊过程经首次确认后，每 4 年进行再确认;
b) 人员资格确认：从事特殊过程的作业人员应经培训、考核合格，证书应真实有效并持证上岗;
c) 材料确认：特殊过程所用的材料应满足工艺规程规定的要求;
d) 工艺确认：特殊过程应按工艺规程规定的要求进行;
e) 试验及合格判据：特殊过程完成后应进行试验，通过在试片上粘贴拉压垫，然后进行承载测试，拉压垫测试载荷与许用载荷的比值不小于 4。
7 拉压垫加载系统安装及检查
7.1 拉压垫加载系统安装
7.1.1 接头安装
接头安装在拉压垫干燥结束后进行，每块拉压垫的接头种类和安装方法按照试验设计进行选择，安装时应满足以下要求：
a) 安装过程中应对试件进行保护，避免对试件造成损伤;
b) 安装结束后，对螺栓或者其他连接件标记位置。
7.1.2 杠杆安装
杠杆安装在接头安装后进行，杠杆可以在地面组装好后再安装到接头上，或者将一级杠杆安装到接头上后再逐级组装。安装时应满足以下要求：
a) 安装过程中应对试件进行保护，避免对试件造成损伤;
b) 安装结束后，对杠杆连接螺栓或其他连接件标记固定位置。
7.2 检查
拉压垫加载系统安装完成后，质检人员应检查以下项目进行检查确认：
a) 拉压垫是否有损伤;
b) 杠杆与接头、杠杆与杠杆之间的连接件安装是否到位，有无漏装，固定位置有无标记;
c) 杠杆安装方向与设计是否一致。
对于适航验证试验，按 AP-21-AA-2011-03-R4 的要求进行适航制造符合性检查，粘贴、检验记录作为适航制造符合性检查的证据。
拉压垫加载系统检查结果满足试验要求后，可开始试验。
8 拉压垫加载
拉压垫加载应注意以下事项：
a) 加载时需要扣除拉压垫-杠杆系统自身的结构重量;
b) 试验前应对拉压垫加载系统的连接件状态进行确认并记录;
c) 试验中进行现场检查时，应观察拉压垫加载系统的状态，如果出现异常，立即进行处理。
9 拉压垫加载系统维护
拉压垫加载系统维护主要包括下事项：
a) 拉压垫避免受到油、水侵蚀;
b) 定期检查拉压垫结构，对受损或者胶层开裂的拉压垫，应将该拉压垫清除，重新粘贴新拉压垫;
c) 定期检查杠杆系统，观察杠杆、接头、连接件是否有损伤， 连接件接头是否松动，对于松动的连接件，应重新固定，标示固定位置，并填写记录;
d) 杠杆之间是否干涉，如果产生干涉，或者与结构变形不协调，则应重新设计满足要求的杠杆，替换掉有问题的杠杆。
附录 A
(资料性附录)
LDJ-281 胶制作拉压垫工艺规程
A.1 范围
本工艺规程适用于铝合金-氯丁橡胶拉压垫的制作，采用其他材料制作拉压垫可参照执行。
A.2 一般要求
A.2.1 拉压垫结构形式
典型拉压垫结构形式见图 A. 1。
图 A.1 拉压垫结构形式
A.2.2 粘接剂和干燥剂
拉压垫制作使用的粘接剂为 LDJ-281 快干胶，该粘接剂配套有 480 干燥剂。按照 10:1 的质量比配制，其使用时有如下要求：
a) 粘接剂和干燥剂应在有效期内使用，超过有效期应报废处理;
b) 粘接剂与干燥剂混合后应在 2h 内使用。
A.2.3 金属板
金属板选用硬铝材料，拉伸强度不小于 200MPa。
A.2.4 超弹性板
超弹性材料选用邵氏 A 硬度为 40˚~45˚、抗拉强度大于 15MPa 的氯丁橡胶。
应有测试报告证明所选用橡胶块的硬度和强度符合要求。
A.2.5 拉压垫制作人员
拉压垫制作人员和检验人员应经培训，考试合格，持证上岗。
A.2.6 拉压垫制作过程控制
拉压垫制作属于特殊过程，应对作业过程进行控制、确认和记录。
A.2.7 作业环境
拉压垫制作操作环境温度应控制在 25℃~40℃(含试件表面温度)的范围内，相对湿度不大于 70%。
拉压垫粘合后，应该放置在环境温度为 40℃±5℃, 相对湿度不大于 70%环境下，干燥时间应不小于 48h。
A.3 作业过程
A.3.1 表面处理
A.3.1.1 金属板表面
采用铝锉对金属板粘贴表面进行打磨，打磨后金属板表面应无原氧化层，且金属板表面应该有明显的交叉纹路，然后用纱布蘸酒精或乙酸乙酯清洗，清洗时纱布移动只能朝一个方向，清洗完成时用干净纱布擦拭金属板表面至无污渍。
A.3.1.2 橡胶块表面
用木工锉对拉压垫橡胶块粘贴表面及棱边进行打磨，打磨后橡胶表面应无脱模剂，且有明显的打磨痕迹，然后用纱布蘸酒精或乙酸乙酯清洗，清洗时纱布移动只能朝一个方向，清洗完成时应保证用干净的纱布擦拭橡胶表面至无污渍。
A.3.2 刷胶
将表面处理后的橡胶、金属板放在 25℃~40℃的环境下，放置时间不少于 20min，待其表面温度升高后进行刷胶，具体刷胶步骤如下：
a) 将配套的干燥剂全部倒入 LDJ-281 粘接剂桶中，然后用干净的木棒或金属棒搅拌均匀，搅拌时间不少于 2min。
b) 选择毛长在 20mm 左右的 2 寸平板毛刷蘸上配好的胶液刷在橡胶块和金属板的粘接面，分别刷胶两遍，第一、二次刷胶的方向应垂直，胶液涂刷均匀，并符合以下要求：
1) 第一遍胶液刷完以后，应在温度大于 25℃~40℃,相对湿度不大于 70%的环境下干燥不小于 1h;
2) 第二遍胶液刷完以后，放置在温度为 25℃~40℃, 相对湿度不大于 70%的环境下干燥15min 左右，至胶层不沾手。
整个胶层厚度应控制在 0.1mm～0.3mm。
A.3.3 贴合
贴合时先将金属板放入定位角铁里，然后将橡胶块慢慢靠近固定的金属板，待金属板和橡胶块的一条棱边重合后，再慢慢将橡胶块另外一条棱边的方向压合在金属板上。
如果拉压垫粘贴后压心位置偏差超过 2mm，应将拉压垫与试件分离，重新进行表面处理，按照A.3. 1～A.3.2 的步骤重新进行表面处理和刷胶，再贴合。
制作人员在拉压垫表面做出标识(制作、检验人员编号和制作时间)。
A.3.4 干燥
将贴合后的拉压垫放置在干净的平面工作台上，橡胶接触工作台，然后对每块拉压垫施加 200N~ 250N 的压向载荷 5min～10min，在温度大于 35℃, 相对湿度不大于 70%的环境中进行干燥，干燥时间应不小于 48h。
A.3.5 保存
对干燥完成而不立即使用的拉压垫应保存在通风干燥的环境里，避免水和油的污染，保持未刷胶橡胶表面的清洁度。
A.3.6 记录
拉压垫制作人员应记录拉压垫制作的刷胶时间、作业环境、干燥环境，干燥时间等技术要素。
A.3.7 检验
拉压垫制作过程和制作完成后，拉压垫制作人员和检验人员应对如下项目进行自检、互检、检验，并记录签字：
a) 胶液是否在有效期内;
b) 粘贴面打磨是否满足要求，清洗是否干净;
c) 粘贴和干燥时环境湿度、温度、刷胶次数、刷胶间隔时间是否满足要求;
d) 拉压垫有无破损;
e) 橡胶块和金属板中心位置偏差不能超过 2mm;
f) 每一块制作完毕的拉压垫上是否有拉压垫编号和粘贴拉压垫人员编号;
g) 干燥时间是否满足要求。
A.4 强度检验
在拉压垫制作完成后，应在同批拉压垫产品中随机抽取三件进行拉脱强度检验，拉压垫抗拉脱承载能力应不小于 6800N。
A.5 拉压垫的种类及使用载荷
按照本粘贴工艺制造的拉压垫，其尺寸及使用载荷见表 A.1
表 A.1 拉压垫尺寸及使用载荷
附录 B
(资料性附录)
拉压垫加载常用接头和杠杆形式
接头主要有两种结构：T 型底座和铰式圆杆。T 型底座如图 B. 1 所示，其固支在拉压垫上，依靠关节轴承转动。铰式圆杆如图 B.2 所示，采用专用螺纹盖铰支在拉压垫上。
图 B.1 T 型底座
图 B.2 铰式圆杆
杠杆按照连接形式不同，主要有四种结构：第一种是两端竖孔型，如图 B.3 所示，第二种是两端侧孔型，如图 B.4 所示，第三种是一端竖孔，一端侧孔，如图 B.5 所示，第四种是三角板形式，如图 B.6所示。这四种结构杠杆，除了三角板形式外，其他三种均可按照需求，安装关节轴承。
上述两种接头和四种杠杆可满足大部分拉压垫加载的需求，对于特殊需求，可按标准中接头和杠杆的设计要求进行设计
图 B.3 两端竖孔型杠杆
图 B.4 两端侧孔型杠杆
图 B.5 一端竖孔，一端侧孔型杠杆
图 B.6 三角板型杠杆
附录 C
(资料性附录)
LDJ-281 胶粘贴拉压垫工艺规程
C.1 范围
本标准适用于在金属结构、复合材料结构上采用 LDJ-281 胶粘贴拉压垫，其他材料上粘贴拉压垫可参照执行。
C.2 一般要求
C.2.1 粘接剂和干燥剂
拉压垫粘贴使用的粘接剂为 LDJ-281 快干胶，该粘接剂配套有 480 干燥剂。其使用时有如下要求：
a) 粘接剂和干燥剂应在有效期内使用，超过有效期应报废处理;
b) 粘接剂与干燥剂混合后应在 2h 内使用。
C.2.2 粘贴人员
拉压垫粘贴人员和检验人员应经培训，考试合格，持证上岗。
C.2.3 粘贴过程控制
拉压垫制作属于特殊过程，应对作业过程进行控制、确认和记录。
C.2.4 作业环境
拉压垫和试验件粘贴环境温度应控制在 25℃以上(含试件表面温度)，相对湿度不大于 70%。
拉压垫粘贴完成后，应该在环境温度不小于 35℃,相对湿度不大于 70%环境下自然干燥，干燥时间应不小于 48h。
C.3 作业过程
C.3.1 表面处理
C.3.1.1 试件表面
应使用对试件无腐蚀、无溶解的去漆剂除去粘贴位置的漆层。
对不同材质的试件表面，采用不同的方式和工具进行打磨：
a) 复材表面采用 120#砂纸轻轻打磨出垂直交叉纹路;
b) 金属表面采用 60#砂纸打磨出垂直交叉纹路，试件表面应该纹路清晰。
打磨完成后，先对拉压垫粘贴位置进行补划线，然后用纱布蘸酒精或乙酸乙酯清洗试件表面，清洗时纱布只能朝一个方向移动，清洗完成时应保证用干净的纱布擦拭试件表面至无污渍。
C.3.1.2 拉压垫橡胶块表面
如果制作好的拉压垫橡胶表面无可见污垢，可不用处理，如果被污染，可采用酒精进行擦洗，清洗时纱布只能朝一个方向移动，清洗完成时应保证用干净的纱布擦拭试件表面至无污渍，擦洗时，应避免酒精侵蚀拉压垫胶层。
C.3.2 刷胶
应将表面处理后的试件、拉压垫放在温度为 25℃~40℃的环境下，放置时间不少于 20min，待其表面温度升高后进行刷胶，具体刷胶步骤如下：
a) 将配套的干燥剂全部倒入 LDJ-281 粘接剂桶中，然后用干净的木棒或金属棒搅拌均匀，搅拌时间不少于 2min。
b) 选择毛长在 20mm 左右的 2 寸平板毛刷蘸上配好的胶液刷在试验件表面，拉压垫表面，分别刷胶两遍，第一、二次刷胶的方向应垂直，胶水涂刷均匀，并符合以下要求：
1) 第一遍胶液刷完以后，应在温度为 25℃~40℃,相对湿度不大于 70%的环境下干燥 1h;
2) 第二遍胶液刷完以后，放置在温度为 25℃~40℃, 相对湿度不大于 70%的环境下干燥15min 左右，至胶层不沾手。
整个胶层厚度应控制在 0.1mm～0.3mm。
C.3.3 贴合
贴合时先将拉压垫与贴合位置的一条边线贴合，然后向另外一条边线压合。
如果拉压垫粘贴后压心位置偏差超过 2mm，应将拉压垫与试件分离，重新进行表面处理，按照C.3. 1～C.3.2 的步骤重新进行表面处理和刷胶，再进行贴合。
粘贴人员在拉压垫表面做出标识(拉压垫标号，粘贴、检验人员编号)。
C.3.4 干燥
拉压垫粘贴完成后，应该在环境温度大于 35℃,相对湿度不大于 70%环境下自然干燥，干燥时间应不小于 48h。
C.3.5 记录
拉压垫粘贴人员应记录拉压垫粘贴的刷胶时间、作业环境、干燥环境，干燥时间等技术要素。
C.3.6 检验
拉压垫粘贴过程完成后，粘贴人员和检验人员应对如下项目进行自检、互检、检验，并记录签字：
a) 胶液是否在有效期内;
b) 粘贴面打磨是否合理，清洗是否干净;
c) 粘贴和干燥时环境湿度、温度、刷胶次数、刷胶间隔时间是否满足要求;
d) 拉压垫规格，位置是否与图纸相符，有无漏贴;
e) 拉压垫有无破损;
f) 拉压垫压心位置偏差不能超过 2mm;
g) 每一块粘贴完毕的拉压垫上是否有拉压垫编号和粘贴拉压垫人员编号;
h) 干燥时间是否满足要求;
i) 作业结束清理现场多余物。
