本發明涉及飛機結構設計技術領域，具體涉及一種飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統及強度試驗方法。
背景技術：
對于太陽能飛機或一些超輕質飛機，翼面或機身表面通常采用薄膜，薄膜通常采用膠粘接的方式固定在其內部的支撐結構上，用以維持表面形狀并傳遞薄膜上的氣動載荷，由于其特殊的結構形式，薄膜及結構的承載能力非常低，傳統的膠布帶加載或集中加載的方式在薄膜上無法實施，無法驗證實際結構承載強度。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統及強度試驗方法，以解決或至少減輕背景技術中所存在的至少一處的問題。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統，包含：
加載系統，所述加載系統用于對粘接薄膜結構試驗件進行吹風加載；
測量系統，所述測量系統包含風速測量儀、應力應變測量儀及位移測量儀，所述風速測量儀安裝在粘接薄膜結構試驗件的迎風面上，所述應力應變測量儀包含設置在粘接薄膜結構試驗件內部的多個應變片；所述位移測量儀安裝在粘接薄膜結構試驗件的支撐夾具上，用于檢測粘接薄膜結構試驗件的位移；
數據處理系統，所述數據處理系統用于向所述加載系統發出指令，并接收處理所述測量系統的測量數據。
優選的，所述加載系統采用風洞加載或平直管道加載或車載系統加載。
優選的，所述位移測量儀采用激光測距儀。
本發明還提供了一種飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法，采用如上所述的飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統，利用對粘接薄膜結構試驗件進行吹風加載，并記載粘接薄膜結構試驗件的應力應變、位移和相應的風速，從試驗風速為0增加至標準速度或者直至粘接薄膜結構出現損壞。
在上述飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法中，優選的，利用加載系統進行吹風加載時，風力從0m/s緩慢加速，當風速增加至粘接薄膜結構試驗件標準風速的40％時，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的80％，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的130％，結束試驗。
在上述飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法中，優選的，加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的130％時，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件損壞。
在上述飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法中，優選的，加載系統在增加風力時，風度從0m/s增加至40％標準風速的用時大于風速從40％標準風速增加至80％標準風速的用時；風速從80％標準風速增加至標準風速的用時大于風速從標準風速增加至130％標準風速的用時。
在上述飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法中，優選的，當所述加載系統采用車載系統加載時，將粘接薄膜結構試驗件通過試驗臺架安裝在車頂，控制車輛沿風向行駛或者逆風跑直線。
在上述飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法中，優選的，所述車輛進一步包含轉彎行駛，以驗證粘接薄膜結構試驗件同時承受慣性力與風力時的強度。
在上述飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法中，優選的，所述車輛進一步包含沿與自然風向成45度夾角的方向行駛，以驗證粘接薄膜結構試驗件在承受側向風力時的強度。
本發明的有益效果在于：
本發明的飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統及試驗方法采用風力加載，避免了傳統的膠布帶加載或集中加載無法實施的情況，通過風力加載將力均勻施加在粘接薄膜結構上，能夠準確的反應出結構的受力狀態，為飛機的結構設計提供有效的數據支撐。
附圖說明
圖1是本發明一實施例的飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統的示意圖。
其中，1-加載系統，2-測量系統，21-測量系統，22-應力應變測量儀，23-位移測量儀，3-數據處理系統。
具體實施方式
為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
如圖1所示，一種飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統，包含加載系統1、測量系統2及數據處理系統3。
加載系統1用于對粘接薄膜結構試驗件進行吹風加載；在本實施例中，加載系統1采用車載系統加載，將粘接薄膜結構試驗件固定在試驗臺架上，然后將試驗臺架安裝在車上，控制車的速度和方向即可實現粘接薄膜結構試驗件的加載。操作簡單，易于實現。
可以理解的是，加載系統1還可以采用其它形式。例如，在一個備選實施例中，加載系統采用風洞加載，即將粘接薄膜結構試驗件放入風洞內，利用風洞吹風實現加載；在另一備選實施例中，加載系統采用平直管道吹風。
測量系統2包含風速測量儀21、應力應變測量儀22及位移測量儀23，風速測量儀21安裝在粘接薄膜結構試驗件的迎風面上，用于測量粘接薄膜結構試驗件所承受的實際風力。應力應變測量儀22包含設置在粘接薄膜結構試驗件內部的多個應變片，多個應變片分別設置在試驗件迎風面的不同位置，用于測量試驗件多個位置的應變；位移測量儀23安裝在粘接薄膜結構試驗件的支撐夾具上，用于檢測粘接薄膜結構試驗件的位移。
數據處理系統3用于向加載系統1發出指令，并接收處理測量系統2的測量數據。可以理解的是，所述測量數據主要是指在不同風力下，粘接薄膜結構試驗件所承受的應力應變及變形位移值。
在本實施例中，位移測量儀23采用激光測距儀。其優點在于測量準確，不會受風力的影響。
在本實施例中，粘接薄膜結構試驗件為一個翼面，將翼面的根部固定在一個試驗臺架上，試驗臺架固定安裝在一部車輛上，使翼面高出車輛頂部。激光測距儀安裝在試驗臺架上，通過控制車輛的行駛速度及行駛方向即可控制試驗件的受力大小及受力方向。
本發明還提供了一種飛機粘接薄膜結構的強度試驗方法，采用如上所述的飛機粘接薄膜結構的強度試驗系統，利用對粘接薄膜結構試驗件進行吹風加載，并記載粘接薄膜結構試驗件的應力應變、位移和相應的風速，從試驗風速為0增加至標準速度或者直至粘接薄膜結構出現損壞。
在本實施例中，利用加載系統1進行吹風加載時，風力從0m/s緩慢加速，當風速增加至粘接薄膜結構試驗件標準風速的40％時，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的80％，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的130％，結束試驗。
可以理解的是，在利用風速對粘接薄膜結構試驗件進行分級加載時，具體分級豎直可以更具實際情況設定。例如，在一個備選實施例中，利用加載系統1進行吹風加載時，風力從0m/s緩慢加速，當風速增加至粘接薄膜結構試驗件標準風速的50％時，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的85％，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速，記錄粘接薄膜結構試驗件此時的應力應變和位移，并維持該風速一定時間，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的150％，結束試驗。
當試驗風力增加值試驗件標準風力的40％、50％、80％、85％時，維持該風速的時間可以根據實際情況設定。例如，維持該風速兩分鐘后，發現試驗件在該風速下的應力應變值恒定，在可以繼續加載；如果在維持一定風速的過程中，試驗件在該風速下的應力應變值在發生變化，則需要繼續維持該風速一定時間，直至試驗件的應力應變值穩定。
當加載至粘接薄膜結構試驗件標準風速的130％時，如果粘接薄膜結構試驗件沒有出現損壞，則繼續加載至粘接薄膜結構試驗件損壞。有利于試驗出試驗件所能承受的最大應力值。
在本實施例中，加載系統1在增加風力時，風度從0m/s增加至40％標準風速的用時大于風速從40％標準風速增加至80％標準風速的用時；風速從80％標準風速增加至標準風速的用時大于風速從標準風速增加至130％標準風速的用時。其優點在于，剛開始利用風速加載時，由于試驗件受力較小，為了提高試驗效率，可以增加加載速度；當風力加載到一定程度后，應放慢加載速度，仔細觀察試驗件的變化，以得出真實可靠的試驗結果。
在本實施例中，所述加載系統1采用車載系統加載，將粘接薄膜結構試驗件通過試驗臺架安裝在車頂，控制車輛沿風向行駛或者逆風跑直線。以觀察試驗件在正面迎風狀態下的受力變形情況。
在本實施例中，所述車輛進一步包含轉彎行駛，以驗證粘接薄膜結構試驗件同時承受慣性力與風力時的強度；所述車輛進一步包含沿與自然風向成45度夾角的方向行駛，以驗證粘接薄膜結構試驗件在承受側向風力時的強度。
最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。