結構穩定性試驗

簡介

為了保證飛機結構的穩定性，除了需要進行大量的穩定性設計計算外，還需要有選擇地進行一些穩定性試驗，以確定具體的設計參數和考核分析方法。飛機結構的穩定性設計與分析最終的鑑定還要通過試驗研究來完成。

穩定性試驗無論是設計初期的結構選參，還是後期的穩定性校核試驗和試驗件的設計（包括材料、結構尺寸、支持條件、複合材料鋪層、載荷形式等）都要儘量與真實結構保持一致，且所得到的試驗數據和結果應經過一定的分析與處理之後，才能真正用於指導實際結構設計。

試驗結果有效性分析

根據試驗任務書的要求，每項試驗完成後，都會得到大量的試驗數據和有關的試驗結果，必須對這些試驗數據和試驗結果進行有效性分析。有效性分析一般包括以下四個方面：

確認試驗件設計的具體背景

主要包括試驗件所模擬的實際結構形式、典型結構尺寸、材料、鋪層、加工工藝、製造要求、所受載荷、邊界支持等情況。其目的就是要確認試驗件的設計符合要求，進行穩定性考核的具體結構部位，從而保證整個試驗的有效性。

確認試驗件製造與加工質量

試驗件製造與加工質量的好壞關係到試驗數據和結果是否真實有效。試驗前應對試驗件的初始質量進行復驗，檢查試驗件製造合格證和無損檢測報告是否齊全，並對試驗件在試驗前的初始質量做詳細記錄。對於重要的試驗件或者比較大的結構穩定性試驗件，如果試驗件製造方和試驗方不在同一地方，需要對試驗件進行轉運，在運輸過程中，很容易對試驗件造成損傷，這時，試驗方應對試驗件進行試驗前的無損檢測復驗，確定無損傷後再進行試驗。

檢查試驗過程各個環節的有效性

主要包括檢查試驗設備的完好性、試驗件的支持條件、試驗實施步驟、試驗載入均勻性、試驗載入精度、實驗數據採集頻次和精度、試驗數據處理等方面是否滿足試驗任務書的要求。

檢查數據的重複性並捨棄明顯錯誤的數據

一般情況下，每個試驗件在載入到失穩或破壞之前，都應進行多次測量，以保證試驗數據的重複性，對於由於應變片失效、漂移等原因而得到的明顯錯誤的數據應予捨棄，以免影響數據處理結果。

試驗數據與設計可用數據之間的換算

試驗數據一般分為四類：（1）位移測量結果；（2）應變測量結果；（3）失穩及破壞載荷測量結果；（4）載荷-變形曲線。變形一般包括面內位移、面內應變、面外位移等。位移測量結果可直接使用，通常不需要換算。

應變測量結果在套用時一般也不需要進行換算。我們知道，複合材料結構在進行結構設計和強度校核時，使用設計許用應變（或總體失穩應變）和使用許用應變（或局部失穩應變）為許用值共同對結構設計參數進行控制，即要求結構設計滿足在使用載荷下，工作應變不高於材料的使用許用應變或局部失穩應變，在設計載荷下，工作應變不高於材料的設計許用應變或總體失穩應變。由於失穩應變一般都遠低於材料的許用應變，所以，結構受壓區的參數設計常以失穩應變作為設計控制變數。