靜力試驗是結(jié)構(gòu)試驗的內(nèi)容之一,借以觀察和研究飛行器結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在靜載荷作用下的強度、剛度及應(yīng)力、變形分布情況,是驗證飛行器結(jié)構(gòu)強度和靜力分析正確性的重要手段。全尺寸結(jié)構(gòu)靜力試驗的加載系統(tǒng)比較復(fù)雜。在20世紀(jì)40年代以前,靜力試驗時將飛機仰置,用鉛?;蛏傲Qb在袋中模擬機翼分布載荷;用鐵塊吊在繩索上模擬集中載荷,方法簡陋。以后改用電動機械加力器或液壓作動筒和千斤頂加載。從40年代開始全尺寸結(jié)構(gòu)靜力試驗都通過杠桿系統(tǒng)加載,并采用多點協(xié)調(diào)加載系統(tǒng),保證各加載器能按預(yù)定比例加載,在結(jié)構(gòu)破壞時能自動卸載,以避免破壞部位的繼續(xù)擴大。70年代至80年代,靜力試驗已采用電子計算機控制的電動液壓伺服系統(tǒng)自動閉合回路協(xié)調(diào)加載系統(tǒng),有上百個加載器、幾百個加載點、幾百個測量通道、幾千個應(yīng)變片,并用電子計算機進行數(shù)據(jù)采集和處理。
據(jù)記載,意大利達(dá)·芬奇和伽利略曾先后進行過原始而又簡單的結(jié)構(gòu)靜力試驗。隨著工業(yè)的進步,結(jié)構(gòu)靜力試驗的發(fā)展受到兩方面因素的推動:一是工程結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化,需要進行更完善的結(jié)構(gòu)靜力試驗;二是隨著技術(shù)水平的提高,結(jié)構(gòu)靜力試驗的手段和方法不斷得到改進。近年來,結(jié)構(gòu)靜力試驗有時和結(jié)構(gòu)斷裂試驗結(jié)合起來。結(jié)構(gòu)靜力試驗日趨完善,并向大型化方向發(fā)展。例如,在飛行器結(jié)構(gòu)(破壞方式的或非破壞方式的)靜力試驗中,將整架飛機懸掛在分布多區(qū)協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)上,模擬飛機在各種飛行狀態(tài)下和起飛著陸時的受力情況。這種整機的結(jié)構(gòu)靜力試驗是鑒別飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造是否合理的最終鑒定手段。對于建筑結(jié)構(gòu)、船舶結(jié)構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)等,也都有了完善的現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)靜力試驗設(shè)備和方法。內(nèi)容
進行結(jié)構(gòu)靜力試驗,須先設(shè)計和制造結(jié)構(gòu)試驗件、支持系統(tǒng)和加載裝置,然后進行安裝并同測量位移、應(yīng)變和載荷的儀器一起調(diào)試。調(diào)試完畢后,可按下述2步進行試驗:①預(yù)試驗階段。按一定程序逐級緩慢地加一不大的載荷,對位移和應(yīng)變測量點進行觀測和監(jiān)視,找出結(jié)構(gòu)承力和變形的基本趨勢,并檢驗試驗件、支持系統(tǒng)、加載裝置和測量設(shè)備的可靠性;②正式試驗階段。先取預(yù)計載荷的5%~10%為初始載荷,測量初始應(yīng)力、應(yīng)變和位移。然后按一定程序逐級、均勻、緩慢地加載,并逐次測量和記錄各應(yīng)變測量點、位移測量點和載荷測量點的數(shù)據(jù)。同時,仔細(xì)觀察試件,直至達(dá)到預(yù)定的載荷(如設(shè)計載荷、使用載荷等)或預(yù)定的試驗狀態(tài)(如試驗件破壞或變形過大而無法繼續(xù)進行試驗的狀態(tài))。正式試驗有時須反復(fù)多次。最后檢驗試驗件,細(xì)察其殘余變形和破壞情況,并對記錄的位移、應(yīng)變和載荷等數(shù)據(jù)作數(shù)據(jù)處理和誤差分析,以得出科學(xué)的試驗結(jié)論。(有修改)