长桁与蒙皮脱黏的实验方法整理

整理了复合材料长桁与蒙皮脱黏的二级到四级的试验件结构设计和试验加载方案，第一级的试验方法是用于材料选型的、用于测试材料属性的试片试验，和脱黏无关，因此忽略；第二级是忽略飞机细节的非细节级的试片试验；第三级和第四级是包括了飞机细节的单元级和壁板级试验，第五级全机试验为了验证全机后屈曲计算方法的正确性和承载能力，成本高昂且耗时，因此不会经常进行。所以本文关注第二到第四级试验，为复材加筋板后屈曲时壁板与蒙皮脱黏研究试验方案提供参考。

第二级试验的试验件比较简单，是一块复材平板和长桁凸缘组成，使用单一的加载方案，包括了试件长度方向拉伸、三点弯曲、四点弯曲（调节模拟更多种弯矩分布），主要作用是验证有限元模型的准确性。

第三、四级试验考虑了蒙皮厚度、长桁自由边倒角的角度等结构细节参数，研究其对脱黏性的影响，通常采用单长桁或多长桁（包括帽型）加筋壁板，加载模拟实际受载情况，常见有多点弯曲和复合载荷等加载方法。单元试验分为长度方向均匀受载和非均匀两种情况，前者试验件大小同第二级试验，后者通常为100mm量级。试验加载方案也分为着重模拟单一或组合载荷类型的和着重模拟壁板后屈曲变形两种：对于第一种，常用拉脱或者四点弯，四点弯的加载点位于T型长桁的立筋处，支撑点位于两侧，可以是固支也可以是筒支；对于后屈曲情况，工程推算所需加载比较困难，多直接用三点弯模拟壁板屈曲形态。更有甚者用七点弯曲方法，包括下面5个支撑点，上面2个加载点，压出两个压窝来模拟屈曲。第四级壁板级试验可以模拟损伤缺陷，虽然多长桁加筋壁板可以反映壁板屈曲和破坏的非线性耦合关系，但也有研究指出单长桁加筋壁板也可反映完整壁板屈曲变形和整体应力分布，且试验采用无曲率的平直壁板，长度为框间距，试验和仿真计算都比较简单，通常使用长桁轴向加载，试验两端用粘接剂固定在盒子里，以保证压力加载均匀。该试验可为有限元模型的调节提供参考。