Обшивка, несомненно, является неотъемлемой частью аэродинамической конструкции самолета, и от его эксплуатационных качеств зависит безопасность полета. Обшивка самолета и в основном используется в конструкции сечения крыла самолета, фюзеляжа и т. д. Повреждение обшивки приводит к нарушению аэродинамических характеристик самолета, снижению прочности и поврежденных элементов, что несомненно ставит под угрозу безопасность полетов.
Наша исследовательская группа использовала систему измерения оптической деформации для изучения обшивки крыла при угле стреловидности 7” в эксперименте по испытанию гибкой обшивки самолета в аэродинамической трубе.
Результаты внеплоскостного смещения в условиях одной переменной скорости ветра (получение информации о модальных параметрах, таких как деформация обшивки и вибрация) создают основу для улучшения характеристик крыла самолета.
Конструктивно-механические свойства нижнего крыла можно оценить, изменяя температуру, угол атаки, скорость ветра, при различных условиях эксплуатации. Крыло фиксируется в аэродинамической трубе, с углом атаки 4" и 0", затем нагревательное устройство устанавливается внутрь крыла.
В ходе эксперимента было собрано и описано начальное состояние, с использованием системы измерения оптической деформации с корреляцией цифровых изображений (DIC), и записано в секциях при трех скоростях ветра, угол стреловидности составлял 7".
Когда оболочка из гибкого материала достигает состояния теплового равновесия, фиксируются данные о деформации под тем же экспериментальным углом.
123123123
В ходе эксперимента аэродинамическая труба была открыта, а скорость ветра медленно увеличивалась до 30 м/с. После того, как скорость ветра постепенно стабилизировалась, была проведена высокоскоростная съемка; скорость ветра медленно выросла до 40 м/с, и после чего
Был произведен высокоскоростной сбор данных. Экспериментальная установка в состоянии нагрева и теплового равновесия была повторена, как описано выше.
Перед началом эксперимента исследовательская группа нанесла слой обшивки из гибкого материала на поверхность оболочки крыла и зафиксировала его, а на внешней поверхности обшивки из гибкого материала нанесла насечки (маркеры). Крыло было отрегулировано таким образом, чтобы оно имело стреловидность 7 дюймов
Один кадр изображения на начальном этапе используется в качестве эталонного изображения, а два других кадра используются для измерения ошибок, вызванных окружающей средой и системой. Выбирается один кадр для каждой из трех скоростей ветра для сравнения с кадром в начальной стадии.
Положительное смещение крыла от плоскости означает, что крыло опускается, а отрицательное смещение крыла — что крыло поднимается. Затем убирается смещение твердого тела относительно эталонного изображения для тех данных, которые используются как эталонные, и делится на, результаты двух других кадров при трех скоростях ветра. Так же производится сравнение с выбранным кадром в качестве доказательства того, что крыло находится в стабильном состоянии.
После открытия аэродинамической трубы в обшивке гибкого материала крыла появятся выпуклости и впадины.
Анализируя данные в таблицах, можно сказать, что при одинаковых условиях температуры, скорости ветра и угла стреловидности, когда угол атаки равен 0", стандартное отклонение смещения от плоскости является наименьшим, что указывает на то, что деформация материала в это время относительно однородна.
Система координат устанавливается путем «выбора начала координат» в системе измерений, и получается правосторонняя система, а начало координат основано на симметричном центре поверхности крыла в исходном состоянии, а направление x направлено вниз вдоль продольного сечения крыла, а z внутрь от поверхности.
Максимальная деформация небольшая. Можно сделать вывод, что характеристики материала оптимальны при угле атаки 0".
Как резюме, можно сказать, что система измерения оптической деформации с корреляцией цифровых изображений (DIC) заменяет традиционные методы измерения навесными тензодатчиками и экстензометрами, что существенно ускоряет и повышает качество результатов исследований.
