飞机结构强度地面试验

　　强宝平，工学硕士，中国飞机强度研究所总工程师、副所长、高级专务，中国航空工业集团公司结构强度设计和验证技术首席专家，享受国务院“政府特殊津贴”，“陕西省有突出贡献中青年专家”，全尺寸飞机结构静力／疲劳航空科技重点实验室主任，国家重大科技基础设施建设中长期规划编制工作专家组成员。从事飞机结构强度研究工作近30年，主持完成了我国多个飞机型号的全机静力／疲劳试验，先后获国家科学技术进步奖2项，省部级奖励15项。主编了《航空结构强度技术》和《军用飞机强度规范》第9册《地面试验》。他负责组织建设的航空强度试验基地已达到世界先进水平，填补了我国在飞机强度研究领域的多项空白。

　　《飞机结构强度地面试验》是根据我国飞机结构强度地面试验几十年的研究成果和经验编著，《飞机结构强度地面试验》依据飞机结构强度规范要求，从航空结构强度地面试验专业包含的静强度试验、动强度试验、耐久性损伤容限／疲劳试验、热强度试验、噪声控制与声疲劳试验、考虑气候化学环境的飞机结构地面强度试验等方面，叙述了航空结构强度地面试验的技术原理和发展历程，以及飞机结构强度地面试验在飞机新型号研制过程中的地位和作用。《飞机结构强度地面试验》可供从事飞机结构强度研究的科研、生产和管理人员参考，也可作为高等院校相关专业的教材。

第1章 概述
1.1 飞机设计思想的演化历程
1.2 飞机地面强度试验发展概况
1.2.1 静强度试验发展概况
1.2.2 疲劳试验发展概况
1.2.3 动力学试验发展概况
1.2.4 热强度试验发展概况
1.3 飞机地面强度试验依据
1.4 飞机地面强度试验意义
1.5 飞机地面强度试验分类
1.5.1 专业分类
1.5.2 性质分类
1.5.3 尺度分类
1.6 飞机地面强度试验流程
1.6.1 试验规划
1.6.2 试验设计
1.6.3 试验安装
1.6.4 调试
1.6.5 试验
1.6.6 试验总结

第2章 飞机结构静强度试验
2.1 飞机结构静强度试验要求及“积木式”划分
2.1.1 飞机结构静强度试验要求及依据
2.1.2 “积木式”的设计验证试验方法
2.2 材料、元件及细节试验
2.2.1 试验的目的及意义
2.2.2 试验的主要对象及考核内容
2.2.3 试验的技术要求、依据性文件及注意事项
2.2.4 典型的试验项目及技术简介
2.2.5 试验中常用的配套设备、仪器以及相关技术
2.3 结构组件试验
2.3.1 结构组件试验目的及意义
2.3.2 试验的主要对象及考核内容
2.3.3 试验的技术要求、依据性文件及注意事项
2.3.4 典型的试验项目及技术简介
2.3.5 试验中常用的配套设备、仪器
2.4 部件静强度试验
2.4.1 试验目的
2.4.2 试验项目及考核内容
2.4.3 试验技术
2.4.4 典型部件试验
2.5 全机静强度试验
2.5.1 试验目的
2.5.2 试验规划
2.5.3 试验设计
2.5.4 静强度试验程序
2.5.5 试验件检查和修复
2.5.6 静强度试验报告
2.5.7 试验主要设备和基础设施
2.6 ARJ21-700飞机静强度验证试验
2.6.1 试验简介
2.6.2 试验流程
2.6.3 试验设备
2.6.4 试验加载方法
2.6.5 试验支持
2.6.6 试验规模
2.6.7 试验程序
2.6.8 适航管理
2.6.9 试验质量控制
2.6.10 试验技术创新

第3章 飞机结构耐久性／损伤容限试验
3.1 飞机结构耐久性／损伤容限试验要求及“积木式”划分
3.1.1 飞机结构耐久性／损伤容限试验依据及要求
3.1.2 飞机结构耐久性／损伤容限试验分类
3.2 载荷谱简化及加重技术
3.2.1 试验载荷谱类型
3.2.2 载荷谱简化和加重方法
3.2.3 载荷谱简化及加重的可行性
3.2.4 载荷谱简化及加重准则
3.3 材料、元件及细节试验
3.3.1 试验目的及主要对象
3.3.2 试验实施
3.3.3 典型的试验项目及技术简介
3.4 结构组件耐久性／损伤容限试验
3.4.1 结构组件试验目的及意义
3.4.2 试验的主要对象及考核内容
3.4.3 试验的技术要求、依据性文件及注意事项
3.4.4 典型的试验项目及技术简介
3.5 部件级耐久性／损伤容限试验
3.5.1 试验目的
3.5.2 试验项目及考核内容
3.5.3 试验技术
3.5.4 典型部件试验
3.6 全机疲劳／耐久性和损伤容限试验
3.6.1 试验目的
3.6.2 试验规划
3.6.3 试验设计
3.6.4 无损检测
3.6.5 试验过程控制及损伤处理
3.6.6 试验安全保护
3.6.7 结构剩余强度试验
3.6.8 疲劳和损伤容限试验报告
3.7 ARJ21-700飞机静力／疲劳试验
3.7.1 引言
3.7.2 试验简介
3.7.3 试验流程
3.7.4 试验设备（一体化框架）
3.7.5 试验支持
3.7.6 试验规模
3.7.7 试验载荷施加方法
3.7.8 载荷谱编制
3.7.9 试验程序
3.7.10 试验适航管理
3.7.11 试验质量控制

第4章 飞机结构动强度试验
4.1 起落架试验
4.1.1 起落架落振试验
4.1.2 摆振试验技术
4.1.3 起落架机轮刚度试验
4.1.4 减摆器阻尼特性试验
4.2 冲击动力学试验
4.2.1 离散源撞击试验
4.2.2 框段坠撞试验
4.2.3 结构水平冲击试验
4.3 全机地面振动试验
4.3.1 试验目的
4.3.2 试验依据
4.3.3 试验要求
4.3.4 试验方法
4.3.5 试验程序
4.3.6 试验设备
4.3.7 ARJ21-700飞机全机地面振动试验
4.3.8 伺服弹性地面试验

第5章 飞行器结构热强度试验
5.1 热强度试验基本原理
5.2 热强度试验特点
5.3 热强度试验系统构成
5.4 热强度试验工作程序
5.5 热环境模拟方法
5.5.1 辐射加热
5.5.2 对流加热
5.5.3 传导加热
5.6 热强度试验控制技术
5.6.1 热强度试验控制原理
5.6.2 热强度试验控制系统构成
5.6.3 热强度试验控制方法
5.6.4 加热加载联合控制系统
5.7 热强度试验标定
5.7.1 热流密度计位置系数测定
5.7.2 热流密度损失项测定
5.8 热强度试验测量技术
5.8.1 温度测量
5.8.2 热流密度测量
5.8.3 高温应变测量
5.8.4 位移测量
5.9 典型结构热强度试验
5.9.1 结构传热试验
5.9.2 结构瞬态热应力／热刚度试验
5.9.3 结构热屈曲试验
5.9.4 结构热疲劳试验
5.9.5 结构高温蠕变试验

第6章 振动噪声环境下结构强度试验
6.1 振动环境试验
6.1.1 振动环境试验要求
6.1.2 振动环境试验方法
6.1.3 振动环境试验实例
6.2 振动与温度环境试验
6.2.1 振动与温度环境试验要求
6.2.2 振动与温度环境试验方法
6.2.3 振动与温度环境试验实例
6.3 振动与静力载荷环境试验
6.3.1 振动与静力载荷环境试验要求
6.3.2 振动与静力载荷环境试验方法
6.3.3 振动与静力载荷环境试验实例
6.4 结构声疲劳试验
6.4.1 结构声疲劳试验要求
6.4.2 结构声疲劳试验方法
6.4.3 声疲劳加速试验方法
6.4.3 声疲劳试验实例
6.5 噪声与温度环境试验
6.5.1 噪声与温度环境试验设计
6.5.2 噪声与温度试验方法
6.5.3 噪声与温度环境试验实例
6.6 振动-噪声-温度环境试验
6.6.1 振动-噪声-温度环境试验目的
6.6.2 振动-噪声-温度环境试验方法
6.6.3 振动-噪声-温度环境试验要求
6.7 动态疲劳试验
6.7.1 动态疲劳试验的一般要求
6.7.2 试验设备及测量仪器
6.7.3 试验项目和试验程序
6.7.4 试验过程
6.7.5 试验数据记录和处理
6.8 弹舱结构空腔噪声试验
6.8.1 弹舱结构空腔噪声试验要求
6.8.2 空腔共鸣试验方法
6.9 油箱结构晃振试验
6.9.1 油箱结构晃振试验要求
6.9.2 油箱结构晃振试验方法
6.9.3 油箱结构晃振试验实例

第7章 复合材料结构试验
7.1 “积木式”验证试验方法
7.2 材料许用值
7.2.1 预浸料类材料许用值
7.2.2 夹层结构类材料许用值
7.2.3 胶黏剂类材料许用值
7.3 设计许用值
7.3.1 预浸料类设计许用值试验
7.3.2 夹层结构疲劳损伤特性试验
7.4 连接试验
7.4.1 复合材料连接结构的特殊性
7.4.2 机械连接结构的“积木式”试验
7.4.3 胶结连接结构“积木式”试验
7.5 稳定性试验
7.5.1 元件级稳定性试验
7.5.2 壁板稳定试验
7.5.3 盒段级稳定性综合验证试验
7.5.4 部件及全尺寸结构稳定性试验
7.6 耐久性／损伤容限试验
7.6.1 缺陷尺寸确定原则和方法
7.6.2 各种损伤形式的模拟
7.6.3 复合材料结构疲劳-损伤门槛值确定方法
7.6.4 耐久性／损伤容限验证要求
7.6.5 耐久性／损伤容限验证实例

第8章 飞机结构地面强度试验损伤检测
8.1 飞机地面强度试验损伤检测概况
8.1.1 地面强度试验损伤检测的特点
8.1.2 各阶段损伤检测目的
8.1.3 地面强度试验损伤检测类型
8.1.4 地面强度试验中损伤检测的一般要求
8.1.5 地面强度试验中损伤检测工作的组织与实施
8.2 结构地面强度试验中的无损检测方法与选取原则
8.2.1 目视检测
8.2.2 涡流检测
8.2.3 液体渗透检测
8.2.4 磁粉检测
8.2.5 射线照相检测
8.2.6 超声检测
8.2.7 敲击检测技术
8.2.8 机械阻抗及谐振检测
8.2.9 红外热成像检测
8.2.10 激光剪切散斑检测
8.2.11 声发射实时监测
8.2.12 损伤检测方法选择的原则
8.3 飞机金属结构的损伤检测
8.3.1 多层搭接结构
8.3.2 接头结构
8.3.3 焊接结构
8.3.4 声发射监测技术
8.4 复合材料结构的损伤检测
8.4.1 复合材料的分类及缺陷形式
8.4.2 强度试验中典型复合材料结构的尢损检测技术
8.5 断口分析
8.5.1 断裂类型
8.5.2 断裂失效原因
8.5.3 断裂机理与典型形貌
8.5.4 断口分析方法
8.5.5 分析项目与目的
8.5.6 断口分析样品的制备
8.5.7 裂纹源及裂纹扩展方向
8.5.8 疲劳寿命反推
8.5.9 复合材料断口宏观分析

第9章 飞机结构地面强度试验过程质量控制
9.1 飞机结构地面强度试验过程控制
9.1.1 试验策划质量控制
9.1.2 试验设计质量控制
9.1.3 试验准备质量控制
9.1.4 试验实施质量控制
9.1.5 试验总结质量控制
9.1.6 军代表对飞机地面结构强度试验的质量监督
9.2 飞机结构地面强度试验风险管理
9.2.1 飞机地面结构强度试验风险识别
9.2.2 飞机地面结构强度试验风险估计
9.2.3 飞机结构地面强度试验风险应对
9.2.4 飞机结构地面强度试验风险监控
9.3 飞机结构地面强度试验计量保证
9.3.1 组织机构与职责
9.3.2 计量器具管理
9.3.3 专用测试设备管理
9.3.4 试验现场管理
9.4 飞机结构地面强度试验适航管理
9.4.1 试验产品的适航批准标签
9.4.2 试验大纲审批
9.4.3 试验设施制造符合性检查
9.4.4 试验目击
9.4.5 试验报告审批
参考文献