作为Element参与欧盟资助的成本效益小型飞机(CESAR)合作研发项目的一部分,更具体地说,该项目旨在开发复合材料轻量化主要结构,以支持欧洲通用航空工业。Piaggio Aero P180 Avanti的前翼结构被选为其测试过程的演示。

机翼盒的设计包括三个c形梁,下部和上部表皮和五个肋,上部表皮用CFRP层板粘合并铆接在c形梁和肋上,主要承受压力。表皮层板的损伤容忍度对最终设计过程至关重要,包括钝金属尖端低速冲击和冰雹冰。

该单元评估了机翼盒在低速冲击(LVI)和冲击后压缩(CAI)下的损伤容限,并对实际的机翼盒叠层板进行了测试,试件尺寸为150 x 100mm。LVI测试在干湿(90摄氏度蒸馏水)环境中进行。这样,相控阵超声检测和损伤识别的适用性可以作为一种可行的方法,在定期维护期间检测几乎不可见的冲击损伤(BVID)。

LVI测试采用12.5mm直径的半球形钢冲击头在可变高度进行(在3J ~ 16J能级进行测试),并采用便携式滚动超声相控阵系统对冲击试件进行检测。

CAI测试,遵循ASTM D7136,涉及Zwick 1484与四个应变计,以测量平面内应变,并验证校准和LVDT,以测量在试样中心的平面外挠度。

测试表明,在干燥环境和那些在湿热条件下测试的试样之间,在冲击响应和抵抗方面没有明显的差异。从试样的冲击侧检查显示,损伤随冲击能量线性增加,但不受长期暴露在湿热环境中的影响。同时,CAI试验表明蒙皮层板在面内压缩载荷作用下发生局部屈曲。

测试结果被直接反馈到复合材料机翼盒的设计中。

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