[发明专利]一种桨叶防除冰加热组件粘接强度验证方法

说明书

本发明属于直升机结构疲劳设计技术领域，具体涉及一种桨叶防除冰加热组件粘接强度验证方法。本发明采用小样件试验结合有限元应力计算对粘接面的静强度和疲劳寿命进行评估，采用小样件试验替代全尺寸性能试验，节省了大量试验资源，并且通过4点弯曲疲劳加载方法，有效地对考核区均匀施加多个试验载荷，有效评定防除冰加热组件脱粘检查周期，本发明为防除冰加热组件粘接强度验证提供了方法，有极大的工程应用价值。

技术领域

本发明属于直升机结构疲劳设计技术领域，具体涉及一种桨叶防除冰加热组件粘接强度验证方法。

背景技术

直升机为能在结冰气候环境下安全飞行，需在直升机桨叶安装防除冰系统，国内常见的桨叶防除冰系统为电加热加热组件的防除冰系统，直升机桨叶防除冰加热组件位于桨叶本体和包铁之间，在结构上起连接作用，并非主承力构件，所受载荷来自于桨叶与包铁之间的变形协调。

防除冰加热组件主要为橡胶材料，其粘接工艺均为新工艺，而防除冰加热组件粘接工艺无法避免防除冰加热组件与桨叶之间存在大面积脱粘，因此其界面的粘接性能需要重新测定，粘接强度需要重新验证。

目前，国内外尚未检索到相关公开技术，因此亟需设计防除冰加热组件粘接强度验证方法，以满足系统交付要求以及确定使用的检查维护周期。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中的不足，本发明提出一种桨叶防除冰加热组件粘接强度验证方法，规划样件级试验，测得防除冰加热组件粘接面强度性能，结合有限元应力分析结果对粘接强度进行评估，并设计一种能够协调加载多个载荷的桨叶疲劳试验加载方法，防除冰加热组件粘接考核区域的载荷分布较其他加载方式更为平均，更接近防除冰加热组件的真实受载情况，能够合理评定防除冰加热组件的脱粘检查周期。

本发明的技术方案：为了实现上述发明目的，提出一种桨叶防除冰加热组件粘接强度验证方法，直升机桨叶上安装有防除冰加热组件，所述防除冰加热组件位于桨叶本体和包铁之间；包括如下步骤：

S1：定义直升机桨叶坐标系与载荷；

以指向桨尖方向为x轴，桨叶剖面最大弦长线指向后缘方向为y轴，z轴根据右手定则得到；离心力F_c指向桨尖为正，挥舞弯矩M_y是使桨叶的上表面受拉为正，摆振弯矩M_z是使桨叶的后缘受压为正，扭转弯矩M_x桨叶前缘上弯为正；

S2：通过计算或飞行测试获得载荷谱，利用所述载荷谱选取确定直升机桨叶危险剖面，并对所述载荷谱进行等效处理获得疲劳等效载荷；

直升机桨叶在飞行过程中受到离心力、挥舞弯矩、摆振弯矩、扭转力矩作用，选取上述载荷作用下载荷最严酷的桨叶剖面作为危险剖面；详细设计阶段根据计算载荷编制计算载荷谱；定型阶段根据飞行测试实测载荷并编制实测载荷谱；

载荷谱可以写成如下式(1)的形式

其中F为特征载荷，可以为挥舞弯矩、摆振弯矩、扭矩中的一种；F_sta，i为第i个状态的静载荷，F_dyn，i为第i个状态的动载荷，n_i为第i个状态所占时间比例，m为总状态数，且

根据防除冰加热组件粘接面的S-N曲线

其中s_dyn为动载荷、S_∞为结构疲劳极限、N为循环次数，α为S-N曲线参数，采用Miner累积损伤理论，根据损伤等效原则将载荷谱等效为疲劳等效动载荷F_eq，如计算公式(3)所示