赵〓鑫，郑晓玲
(上海飞机设计研究院，上海〓201210)
摘要：复材机身大开口壁板取自某型号民机前机身登机门开口周边结构，通过静力试验验证壁板结构失效模式和强度分析方法，为此提出了一套静力试验载荷设计流程。通过试验基准载荷筛选、组合加载方案设计、试验载荷等效模型计算和优化，得到一组试验实施载荷。试验测量值和理论分析值的对比结果表明了静力试验载荷设计流程的有效性。
关键词：壁板；静力试验；载荷
中图分类号：V216.1〓〓〓文献标识码：A〓〓〓文章编号：2095-509X(2021)09-0058-05

自20世纪60年代起，复合材料（以下简称复材）由于质量轻、比强度高、耐疲劳性能好等优点，逐渐被运用到飞机上［1］。随着复材技术的成熟，复材在民用飞机中的应用从最初的非承力和次承力结构件发展到大量的主承力结构件。以新一代大型民用飞机空客A350和波音B787为例，复材大量应用于机身机翼的主承力结构，复材用量超过机体结构质量的50%。
复材结构的适航符合性验证一般采用积木式验证方法，积木式试验按等级划分为试样级、元件级、典型结构件、组合件和部件级［2］。复材机身壁板是飞机主承力结构件，通过开展壁板组合件级试验，攻克结构设计、制造以及修理过程中的关键性技术问题 ［3］。
国内外对曲面壁板组合加载设计做了大量的研究。2006年美国波音公司发布了E-fixture装置，用于曲面壁板试验，该装置可以实现壁板拉伸/压缩、剪切和充压组合加载。2011年德国IMA公司研制出了第五代机身壁板试验装置，应用于空客A321飞机含门、窗的机身壁板组合加载试验。2013年起中国飞机强度研究所自主研发了曲面壁板多轴载荷试验系统，迄今已完成3代系统升级［4］。
本文针对国内首件6×4米级复材曲板试验件，给出了静力试验载荷设计方法，优化出一组试验实施载荷，并通过国内先进的壁板试验系统应用到壁板试验中。
1〓壁板试验件简介
本壁板试验件对应某型号民用飞机前机身登机门周边侧壁板，考核关注区域如图1方框所示。试验件总长度为5 700 mm，总宽度为4 120 mm（弦长），包含1个舱门和2个旅客观察窗，以舱门开口为中心，左右两侧各3个框，上下侧各4根长桁。其中试验件门框、槛梁和舱门为金属结构，壁板、框及窗框为复材结构。

图1〓壁板试验件示意图

2〓壁板静力试验载荷设计
考虑复材机身壁板受力形式复杂，载荷设计困难，提出了试验基准载荷筛选、加载方案设计、试验载荷等效和优化的方法，形成了一套静力试验载荷设计流程，如图2所示。
2.1〓试验基准载荷筛选
根据美国联邦航空局针对复材飞机结构认证发布的咨询通报AC20-107B［5］，静力试验应考核试验件所有严重载荷工况和失效模式。
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作者简介：赵鑫（1989—），女，工程师，硕士，主要研究方向为飞机强度