采用應變片測試滑翔機外翼的載荷

發布時間：2023-08-04 點擊次數：1045

作為D-43 滑翔機增大跨距項目的一部分，Akaflieg-Darmstadt 開發制造新的復合材料外翼。為了獲得德國聯邦航空局（LBA）認證，需要對外翼進行載荷試驗，對有限元應變模擬模型進行驗證。

挑戰

為了獲得德國聯邦航空局（LBA）的批準，Akaflieg Darmstadt 必須對新的滑翔機外翼進行載荷測試。

解決方案

應變模擬已經在有限元模型上進行過，現在必須對其進行驗證。通過安裝在外翼不同位置 HBK 應變片來測定構件表面的應變，并對模擬的應變曲線進行驗證。

結果

測量結果表明，有限元模型模擬結果非常真實，只有很少的偏差。

外翼載荷測試裝置

跨度從18 m增加到20 m，新外翼長度增加到1.5 m。對于纖維塑料復合材料結構的荷載試驗，溫度至少為54°C。測試中施加的荷載為運行期間最大荷載的172.5%。

HBK M 系列應變片 (1-LM16-6/350GE) 專門用于高交變載荷測試。其安裝在外翼的不同位置，與纖維塑料復合梁單向（UD）帶的纖維方向對齊：

外翼負載由起重機施加，并通過負載線束分配到機翼下側的四個點。通過負載線束的杠桿臂調整方式來模擬飛行中產生的彎矩、剪切力。

起重機力從上梁處引入，并使用 HBK 微型力傳感器 U9C (1-U9C/20KN) 進行測量。為了達到 54°C 的測試溫度，外翼板位于帶風扇加熱器的加熱艙中。

通過載荷試驗結果（應變和變形）驗證了現有的外翼有限元模型模擬。在模擬過程中，在外翼上側計算了極限載荷（100%最大載荷-藍色圖形）和極限載荷（172.5%最大載荷-橙色圖形）的兩條應變曲線。

有限元模型模擬的應變曲線提供了非常逼真的結果。確定的變形偏差最大為4%，應變最大偏差為5%。偏差的原因是：

1920年 Akaflieg Darmstadt 就制造出了滑翔機。以來 1920. Akademische Fliegergruppe Darmstadt 是達姆施塔特大學的一個團體，他們的目標是研究利用熱能的無動力飛行，建造創新概念的滑翔機。