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發(fā)動機(jī)吊掛部段是發(fā)動機(jī)短艙與機(jī)翼之間的過渡部段，它是民用飛機(jī)重要結(jié)構(gòu)部段之一，具有傳遞發(fā)動機(jī)的推力、吸收發(fā)動機(jī)振動、隔離發(fā)動機(jī)火區(qū)的關(guān)鍵作用。近年，吊掛受到廣泛研究：2001年，Thomas等采用數(shù)值仿真方法研究了吊掛氣動載荷特點(diǎn)；2003年，O’liveira等采用CFD數(shù)值仿真方法分析了ERJ145飛機(jī)吊掛溫度場引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了分析方法的正確性；2003年，Ko等采用多學(xué)科分析方法、CFD有限元分析了懸臂梁飛機(jī)吊掛，在跨聲速條件下受機(jī)翼、梁相互干擾引起的氣動載荷特點(diǎn)；2009年，劉亞奇等綜述了國內(nèi)外大型飛機(jī)翼下發(fā)動機(jī)吊掛的結(jié)構(gòu)型式及其與機(jī)翼的連接方式，分析了吊掛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳力路徑。
結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度研究有分析和試驗(yàn)兩種方法，它們相輔相成。試驗(yàn)結(jié)果可作為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能的依據(jù)，同時可為建立精確的分析模型提供數(shù)據(jù)支持。結(jié)構(gòu)分析為結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本環(huán)節(jié)，分析結(jié)果可為試驗(yàn)測量點(diǎn)布置提供依據(jù)。此外，分析結(jié)果可作為試驗(yàn)的補(bǔ)充，直觀地呈現(xiàn)吊掛結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和結(jié)構(gòu)變形情況。因此，針對適航中提出的飛機(jī)重要結(jié)構(gòu)件必須進(jìn)行靜力試驗(yàn)的要求，進(jìn)行吊掛靜力試驗(yàn)研究并建立吊掛分析模型具有重要意義。
試驗(yàn)件為民用飛機(jī)傳統(tǒng)型吊掛部段研究件，屬盒式梁式結(jié)構(gòu)吊掛，主要由梁、框和腹板組成，包括前后安裝架、前上梁、后上梁、左右腹板、底梁和10個框，如圖所示，各零部件材料見表。吊掛上部通過前、后兩個接頭及剪切銷柱與機(jī)翼連接。吊掛下部通過前、后安裝架與發(fā)動機(jī)連接。與機(jī)翼連接接頭不受彎矩，前接頭提供垂向約束，后接頭提供垂向及側(cè)向約束，剪切銷柱提供航向、側(cè)向約束，3約束構(gòu)成靜定支持結(jié)構(gòu)。
試驗(yàn)件正置安裝于試驗(yàn)臺架，如圖所示，試驗(yàn)臺架由吊掛支持架、前接頭支持、后接頭支持及銷接頭支持構(gòu)成。吊掛支持架由20號槽鋼焊接而成，用螺栓固定于承力墻。各接頭支持上端與吊掛支持架采用螺栓連接，下端作特殊設(shè)計，保證試驗(yàn)件連接方式、約束數(shù)目及約束形式與真實(shí)結(jié)構(gòu)相同。
受剪切銷柱約束，吊掛前后接頭不會產(chǎn)生較大偏轉(zhuǎn)，其耳片基本保持豎直狀態(tài)。吊掛前接頭受沿耳片拉壓力，不提供扭轉(zhuǎn)及彎曲約束。前接頭支持中，在承力片上部加入關(guān)節(jié)軸承(圖3)；上端面與支持座下端面間留有1mm間隙；下部與吊掛前接頭耳片間留有2mm間隙，保證吊掛在前接頭處轉(zhuǎn)動自由。吊掛后接頭只提供垂向、側(cè)向位移約束。后接頭支持中，承力片上下加入關(guān)節(jié)軸承，使承力片在側(cè)向-垂向平面內(nèi)構(gòu)成二力桿，在航向可以做小角度的自由偏轉(zhuǎn)，吊掛后接頭不產(chǎn)生航向約束。
剪切銷提供吊掛的航向、側(cè)向約束，不產(chǎn)生彎矩約束。銷接頭支持中，剪切銷柱下端安裝了關(guān)節(jié)軸承，且在銷支撐框與吊掛上梁間留有7 mm間隙，保證吊掛可繞銷柱自由轉(zhuǎn)動。此外在剪切銷柱與銷支撐框接觸表面進(jìn)行滲碳處理，減小相互間摩擦，保證剪切銷柱在銷支撐框內(nèi)可以沿銷軸滑動，如圖所示。
吊掛安裝架上安裝加載假件，模擬與發(fā)動機(jī)連接，如圖所示。假件四周焊接耳片及連接塊，上、下連接橫梁，便于連接各方向的加載設(shè)備，施加載荷。
試驗(yàn)采用MTS多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)加載，該系統(tǒng)采用AeroST控制器，配合國產(chǎn)的液壓系統(tǒng)，由國內(nèi)公司集成出一套完整的，技術(shù)指標(biāo)符合要求的16通道航空結(jié)構(gòu)多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)。測量系統(tǒng)包括應(yīng)變測量和位移測量系統(tǒng)。應(yīng)變測量系統(tǒng)由應(yīng)變片、導(dǎo)線及靜態(tài)應(yīng)變儀組成；位移測量系統(tǒng)包括位移計與靜態(tài)應(yīng)變儀(與應(yīng)變測量系統(tǒng)共用)。設(shè)備型號及精度如表所示。
在試驗(yàn)件安裝架、框、腹板、梁等零部件典型部位布置應(yīng)變片，貼片位置的選取遵從易操作、應(yīng)力大、應(yīng)力梯度小的原則，共計粘貼93個應(yīng)變花、48個單片。在前、后安裝前沿中點(diǎn)布置位移測量點(diǎn)，測量安裝架航向、垂向及側(cè)向位移。前安裝架應(yīng)變、位移測量現(xiàn)場如圖所示。
吊掛部段的載荷主要來自發(fā)動機(jī)推力及發(fā)動機(jī)慣性力，其危險工況出現(xiàn)在飛機(jī)飛行狀態(tài)改變瞬間，如飛機(jī)應(yīng)急著陸、側(cè)移等動作，典型的吊掛危險工況如表所示，其中nx，ny，nz分別表示航向、垂向、側(cè)向過載。
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