考虑界面应力的高精度冰粘附力测量平台设计（英文）

作者：王榆淞; 韩亮; 朱春玲^*; 朱程香; 刘振国

来源：Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2022, 39(05): 561-568.

DOI：10.16356/j.1005-1120.2022.05.005

• 飞机结冰
• 剪切粘附强度
• 有限元分析
• 实验装置
• 界面应力

机翼和发动机上的积冰会对飞行安全带来严重威胁。准确测量冰-基底界面的粘附强度对防/除冰系统的设计起着至关重要的作用。本文研究通过有限元分析（Finite element analysis,FEA）对冰-基底界面的应力进行评估，以指导实验装置的设计，从而提高剪切粘附强度的测量精度。通过考虑剥离应力、最大冯-诺斯应力和应力均匀性等因素，对冰的高度和半径以及加载高度进行了评估。根据仿真结果，为实验验证选择了适当的参数。仿真结果显示，通过降低加载高度和增加冰的高度，剥离应力有所下降。较高的冰层、增加加载高度和较小的冰层半径有利于提高应力均匀性。同时，为了避免裂纹产生或者冰层破碎，冰样必须满足小半径和大高度的条件。最终实验中采用的参数为冰高25 mm，半径20 mm，加载高度9 mm。有限元分析和实验验证的结果均表明，本研究能显著提高剪切粘附强度的测量精度。

• 单位
  机械结构力学及控制国家重点实验室; 南京航空航天大学