本發(fā)明涉及一種具有下陷型材的疲勞性能測(cè)試方法。屬于材料性能測(cè)試領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中，大量的框類和長(zhǎng)桁類零件都采用擠壓型材加工和制造而成，這些框類和長(zhǎng)桁類零件在飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中往往縱橫交錯(cuò)，經(jīng)常發(fā)生交叉搭接現(xiàn)象，因此為了保證飛機(jī)整體外形輪廓流線，同時(shí)又不會(huì)影響到型材的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及增加結(jié)構(gòu)重量，需要對(duì)直線型材進(jìn)行下陷，由此可見(jiàn)下陷工藝是大型飛機(jī)的常見(jiàn)工藝之一。具有下陷特征型材的局部結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

目前，大型飛機(jī)的設(shè)計(jì)都是基于疲勞損傷容限進(jìn)行設(shè)計(jì)，下陷結(jié)構(gòu)作為民用飛機(jī)的常用結(jié)構(gòu)之一，如何高效、真實(shí)和準(zhǔn)確評(píng)估該工藝對(duì)型材疲勞性能的影響對(duì)于飛機(jī)的設(shè)計(jì)具有重要的意義。由于下陷后沿型材擠壓方向不是直線且型材剖面的不規(guī)則性，因此如果采用單根具有下陷特征的型材進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)型材會(huì)產(chǎn)生附加彎矩且在疲勞試驗(yàn)機(jī)上不容易裝夾，容易導(dǎo)致疲勞壽命偏離實(shí)際值。截至目前為止，還沒(méi)有文獻(xiàn)或?qū)＠_(kāi)合理且簡(jiǎn)單的評(píng)估下陷對(duì)型材疲勞性能影響的方法和標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)去對(duì)于這種不規(guī)則結(jié)構(gòu)都采用設(shè)計(jì)專門的工裝和測(cè)試設(shè)備去完成相關(guān)結(jié)構(gòu)的疲勞性能的評(píng)估，如公開(kāi)號(hào)為CN 103575491 A專利公開(kāi)了一種空心結(jié)構(gòu)高周疲勞振動(dòng)測(cè)試裝置及方法，該專利就是針對(duì)特定的空心葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種特定的工裝和實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備對(duì)葉片的高周疲勞性能進(jìn)行測(cè)試方法。由于該方法需要設(shè)計(jì)特定的工裝和設(shè)備，需要耗費(fèi)大量的金錢和較長(zhǎng)的周期，同時(shí)疲勞測(cè)試過(guò)程沒(méi)有參考成熟的行標(biāo)或國(guó)標(biāo)，因此很難去評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是公布一種具有下陷特征型材的疲勞性能試驗(yàn)件設(shè)計(jì)方法以及測(cè)試方法，采用本方法設(shè)計(jì)的試驗(yàn)件可以在常規(guī)成熟的疲勞試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試疲勞性能不需要設(shè)計(jì)特定的測(cè)試設(shè)備和工裝，可以大大降低測(cè)試成本和周期。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種具有低成本測(cè)試具有下陷型材疲勞性能的方法。該技術(shù)方案包括疲勞測(cè)試設(shè)備、墊板，鉚釘以及雙下陷型材。

所述的墊板是一種材質(zhì)和具有下陷型材相同或者相近的材料，墊板的厚度T是下陷深度D的二倍；

所述的鉚釘是一種在飛機(jī)上鉚接型材相同牌號(hào)的鉚釘，鉚釘距離下陷的位置也要求和實(shí)際在飛機(jī)上結(jié)構(gòu)相同；

所述的雙下陷的型材的下陷尺寸(包括下陷深度D和過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度L)和該型材在飛機(jī)上型材上需要評(píng)估的下陷尺寸相同，且型材的材質(zhì)需要完全等同于飛機(jī)實(shí)際使用的型材，雙下陷之間的距離(H)應(yīng)該滿足H≥4L.

所述的雙下陷型材試驗(yàn)件加工方法，驗(yàn)件上下陷加工工藝和實(shí)際使用中型材上的下陷加工工藝相同或相近，常見(jiàn)的型材上下陷的加工方法有熱壓下陷和機(jī)加兩種；

所述的是雙下陷型材試驗(yàn)件測(cè)試方法，通過(guò)分析具有下陷特征型材在實(shí)際使用條件下的受力狀態(tài)獲取，利用獲取的參數(shù)按照疲勞實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，在鑒定有效期內(nèi)的疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性優(yōu)點(diǎn)：

(1).本發(fā)明提出了一種無(wú)需設(shè)計(jì)專用工裝和測(cè)試設(shè)備的方法來(lái)評(píng)估下陷后型材的疲勞性能，具有成本低且周期短；

(2).本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)一種反對(duì)稱結(jié)構(gòu)的疲勞試驗(yàn)件，使得具有下陷結(jié)構(gòu)額異型材可以采用成熟的疲勞試驗(yàn)機(jī)按照國(guó)標(biāo)或者行標(biāo)方法測(cè)試，結(jié)果具有穩(wěn)定和可靠性；

(3).本發(fā)明可以適用于評(píng)估“T”、“L”、“2”、“工”字等型材的下陷對(duì)型材疲勞性能影響，具有適用性廣特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為下陷結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為墊板結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為雙下陷結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為反對(duì)稱試驗(yàn)件示意圖

附圖中字母含義如下：

L表示過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度；

D表示下陷深度；

T表示墊板厚度；

H表示下陷間距。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)描述

實(shí)施例

材料：具有雙下陷“L”型2024鋁合金型材(型材牌號(hào)XCJ423-1)2根，長(zhǎng)度330mm，下陷深度D＝3mm，過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度L＝18mm，下陷間距120mm；2024鋁合金墊板2塊，尺寸80mm×250mm×6mm；鉚釘牌號(hào)：MS20470AD6-6，鉚釘間距22mm。

第一步：試驗(yàn)件加工參數(shù)獲取，分析具有下陷特征XCJ423-1型材在實(shí)際應(yīng)用的下陷深度和過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度；同時(shí)查看鉚接型材的鉚釘牌號(hào)和鉚釘間距，具體參數(shù)如上所示。

第二步：加工雙下陷型材，按照實(shí)際使用型材的加工工藝加工雙下陷試驗(yàn)件，兩個(gè)下陷之間的距離為120mm，下陷溫度為：，保溫時(shí)間不超過(guò)5min：按照上述尺寸加工兩個(gè)2024墊板；

第三步：采用銀光滲透無(wú)損檢測(cè)方法下陷型材是否有裂紋等缺陷；

第四步：用MS20470AD6-6將墊板和雙下陷反對(duì)稱結(jié)構(gòu)鉚接成為一個(gè)整體，按照鉚釘間距為22mm；

第五步：分析具有下陷型材在實(shí)際使用中的受力約為85MPa以及應(yīng)力變化頻率8HZ，應(yīng)力比為0.06。利用以上實(shí)驗(yàn)參數(shù)按照疲勞實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，在鑒定有效期內(nèi)的疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，在該實(shí)驗(yàn)條件下具有下陷特征XCJ423-1型材的疲勞壽命分別為：326984次，282341次和304591次。