高清可复制 HB 8629-2021 全尺寸飞机静力 疲劳试验卡板加载要求

　　ICS 49.020 V 35

　　HB 8629-2021

　　全尺寸飞机静力/疲劳试验卡板加载要求

　　Requirements of splint loading for full-scale airplane static/fatigue 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：张 赟、裴连杰、贾 晓、孙 熙、谭巧银、张 磊。

　　全尺寸飞机静力/疲劳试验卡板加载要求

　　1 范围

　　本标准规定了全尺寸飞机静力/疲劳试验卡板加载的适用范围、使用环境、卡点布置、载荷处理、卡板设计、卡板加载等要求。

　　本标准适用于全尺寸飞机静力/疲劳试验，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

　　卡板 splint

　　一种用于飞机结构静力/疲劳试验的加载装置，通过卡点夹持于飞机结构，施加集中载荷。

　　4 一般要求

　　4.1 适用范围

　　加载卡板适用于飞机机翼、平尾、垂尾等能够承受集中载荷，且外形及尺寸便于卡板安装的结构。

　　4.2 使用环境

　　卡板正常使用环境为试验室环境，当需要露天使用或在有腐蚀的环境下使用时，应考虑环境因素对卡板使用的影响。

　　4.3 卡点布置原则

　　卡点布置应遵循以下原则：

　　a) 对于机翼、平尾、垂尾盒段等结构，卡板加载的卡点一般布置在梁、长桁与肋交点等试验部件主要承力结构上;

　　b) 对于特殊结构卡点可根据具体情况布置;

　　c) 卡点布置须考虑卡点部位结构强度，并经试验委托方确认。

　　4.4 载荷处理原则

　　卡板加载部位载荷处理应遵循以下原则：

　　a) 静力试验载荷处理前后应保证处理区域内的压心位置和载荷大小一致;

　　b) 疲劳试验载荷处理应保证控制剖面的弯矩、剪力和扭矩满足设计要求;

　　c) 载荷处理结果需经试验委托方认可。

　　5 详细要求

　　5.1 卡板设计

　　卡板由卡块、卡板梁、连接杆及其他附件组成， 将卡板的卡块夹持在试验件表面，通过连接杆将两个卡板梁固定成一个整体，卡板常用连接方式见附录 A。

　　卡板设计应遵循以下原则：

　　a) 根据卡点处飞机结构形式和载荷大小确定卡块的材料和规格，必要时采用防滑措施;

　　b) 静力试验卡板设计安全系数不低于 2.5;

　　c) 疲劳试验卡板设计安全系数不低于 4，采用焊接结构的部位焊缝强度安全系数不低于 6;

　　d) 卡板的刚度应满足试验要求，一般要求变形(相对卡板长度)不大于 5‰;

　　e) 卡板加载不应影响试验的结论，与飞机接触表面需增加软性垫层如橡胶、粘胶等。

　　5.2 卡板安装

　　5.2.1 安装要求

　　卡板安装要求如下：

　　a) 卡板安装时如需在试验件上开孔，则开孔位置应选择非重点考核部位，并由试验承试方与委托方协调确认，制孔孔径一般为连接杆直径的 2 倍。

　　b) 在安装卡板时需要对卡块施加一定预紧力，预紧力由承试方确定，并征得试验委托方同意。预紧力的大小应保证卡点不滑动，且不对局部结构造成损伤。

　　c) 连接杆两端螺母的拧紧力矩根据公式(B.1)(见附录 B)计算。

　　5.2.2 安装步骤

　　卡板安装按以下步骤进行：

　　a) 试验件表面卡块画线定位，应以试验件的梁、肋、长桁等主要承力结构的中心线作为参考;

　　b) 将卡板对合夹持于试验件的卡点位置;

　　c) 对照定位线进行安装，安装误差控制在 10mm 以内;

　　d) 按照 5.2.1 要求施加预紧力。

　　卡板安装完成后对连接杆螺纹进行标识。

　　5.3 扣重

　　卡板扣重应遵循以下原则：

　　a) 垂向加载点卡板的重量一般在该加载点扣除，当加载方向不垂直时应考虑加载角度对扣重值的影响;

　　b) 当试验委托方明确要求设备及结构重量单独扣除时可在卡板上设置扣重接头，通过扣重接头用反配重等方式扣除设备及结构重量;

　　c) 水平加载点卡板的重量或要求单独扣重的卡板重量，应采用反配重等方式扣除。

　　5.4 检查

　　卡板安装完成后，按以下要求进行检查：

　　a) 检查卡板安装位置和方式是否与图纸相符;

　　b) 检查卡板误差是否满足要求，卡板安装误差应小于 10mm。

　　对于适航验证试验，按 AP-21-AA-2011-03-R4 相关条款进行适航制造符合性检查，安装检

　　验记录作为适航制造符合性检查的证据。

　　6 卡板加载

　　6.1 调试

　　加载点卡板系统安装完成后，将卡板与加载系统进行连接，一般施加不超过该加载点最大载荷 20%的载荷进行调试，调试时应注意观察：

　　a) 卡点有无滑动;

　　b) 连接螺杆与试验件有无干涉;

　　c) 连接螺杆螺纹标识有无变化。

　　如果出现以上现象，将加载系统载荷退到 0 进行处理，处理完毕后重新进行调试，直到无上述现象出现。

　　6.2 加载

　　调试完成后，按照程序进行加载，卡板加载应注意以下事项：

　　a) 注意检查卡板是否与其他试验设备干涉，评估在最大试验载荷下是否可能发生干涉，如发生干涉应调整试验方案，消除干涉;

　　b) 检查卡板及加载设备是否与结构变形协调，如出现协调不应进行调整，必要时重新设计卡板;

　　c) 试验中进行现场检查时，应观察卡板状态，如果出现异常，立即进行处理。

　　7 维护

　　卡板维护主要包括下事项：

　　a) 定期检查卡板结构，检查卡块有无受损或变形，卡板梁、连接杆是否有损伤;

　　b) 定期检查卡块位置有无滑动，连接杆是否松动，如发生滑动或松动，按 5.2.1 要求重新安装紧固卡板;

　　c) 定期检查卡板与加载设备的连接，对于松动的连接件，应重新紧固。

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　卡板常用连接方式

　　卡板与加载接头连接方式主要有两种。

　　方式一：在卡板梁上设置固定卡槽，卡块通过螺钉固定在卡板梁上的卡槽中，卡板梁与作动器的连接也为硬式固支连接，多余约束通过作动器上的球轴释放，如图 A.1 所示。

　　方式二：在卡块上设置带有球轴的单耳，卡板梁上设置双耳孔，卡块与卡板梁通过铰接连接，卡板梁与作动器之间同样采用铰接连接，如采用此种方式连接，应保证卡块与卡板梁的铰接接头和作动器与卡板梁的铰接接头在一条直线上，如图 A.2 所示。

　　当试验件有特殊需要也可采用其他连接方式，采用其他连接方式时应释放卡板与作动器之间的三个转动约束。常用的卡块材料有木块、橡胶块和聚氨酯块，选择木块时应在木块和试验件蒙皮间垫上橡胶;卡板梁材料采用硬铝或型钢作为主材，根据需要增加辅助装置。

　　图 A.1 卡板常用连接方式一

　　图 A.2 卡板常用连接方式二

　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　拧紧力矩计算公式

　　拧紧力矩计算公式：

　　T = K × F × d …………………………………………(B.1)

　　式中：

　　T ——拧紧力矩;

　　K ——拧紧力矩系数;

　　d ——螺纹公称直径;

　　F ——预紧力;

　　其中 K 值和d 可通过查找《机械设计手册》内相关标准表得到。