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【摘 要】本文根据航空行业标准HB 7618-2009《聚合物基复合材料力學性能数据表达准则》，通过Delphi语言编程实现了直升机复合材料强度设计许用值的分析计算，为直升机复合材料桨叶研究提供帮助。
【关键词】直升机桨叶;复合材料;设计许用值;程序开发。
Abstract：According to the aviation industry standard HB7618-2009 《Polymer matrix composite mechanical property data expression criteria》，the Delphi language programming is used to realize the analysis and calculation of the helicopter composite strength design allowable value，which provides assistance for helicopter composite blade research.
Key Words：helicopter blade;composite materials;design allowable value;program development.
1.引言
当前直升机旋翼桨叶的使用材料普遍选择复合材料，其高比强度、高比刚度、结构可设计性等优点能够完全符合直升机旋翼桨叶对长寿命、高抗损伤容限等关键战技指标的要求。在复合材料研究中，许用值设计一般采用A基准和B基准。A基准的定义是力学性能的限定值，在95%的置信度下，99%性能数值群的值不低于此值。B基准的定义是力学性能的限定值，在95%的置信度下，90%性能数值群的值不低于此值。
我国综合美国军用手册MIL-HDBK-17-1F，FAA等国外对于复合材料A、B基准设计许用值计算的研究成果，编订了航空行业标准HB 7618-2009《聚合物基复合材料力学性能数据表达准则》为国内复合材料的研究提供指导。本文根据HB7618规定的统计分析方法，将复合材料的设计许用值的计算过程通过Delphi语言编程实现，为此后直升机复合材料桨叶的材料性能分析与强度设计提供帮助。
2.许用值确定方法
HB7618规定的复合材料基准值统计方法主要是对样本数据作正态分布统计分析，其基本工作包括数据的相容性检验、异常数据排查处理、正态性检验、离散系数等效性检验、正则化、基准值计算等。具体方法流程如图1、图2所示。
3.程序实现
计算程序基于Delphi语言开发实现，Delphi被称为第四代编程语言，具有简单、高效、功能强大的特点。程序可以按照图1和图2的流程图完成HB7618规定的统计分析方法进行基准值的计算，也可以按照MIL-HDBK-17-1F方法进行基准值的计算。程序界面如图3所示，主要分为数据环境分组显示，计算方法选择，异常数据处理方法选择，计算过程结果显示几个部分。程序通过外部文件导入数据，在计算完成后程序分析过程及结果显示界面会给出完整的计算过程及计算结果报告并以文本格式同步输出文件。
表2、表3给出了多种环境下A、B基准值程序计算结果与HB7618中的算例结果对比。从误差值看，各环境下A、B基准值的程序计算结果对比手册中算例结果误差均小于0.5%，这个结果符合工程精度要求，因此程序的可靠性满足工程使用要求。
4.结论与展望
通过计算程序，可以选择按照HB7618规定的统计分析方法或者MIL-HDBK-17-1F方法对复合材料A、B基准值自动化分析计算，包括异常数据检查及处理方法选择等内容均可在过程界面查看，计算过程与计算结果会自动生成报告输出。算例计算表明计算程序准确可靠，满足工程设计要求。整个程序的实现，为后期复合材料的小样件试验的试验结果处理及对复合材料A、B基准值统计特性的研究提供帮助。
参考文献：
[1] HB 7618-2009，《聚合物基复合材料力学性能数据表达准则》[S].
[2] 杨长春，Delphi程序设计教程（第3版）[M].清华大学出版社，2016.6.
[3] 王祥，陈新文，王海鹏，等.基于统计的复合材料B基准值计算方法研究[J]，失效分析与预防，2015.5（4）：201-215.
[4] 盛骤，谢式千，潘承毅.概率论与数理统计[M].高等教育出版社.2001.
作者简介：
赵江，1989，05-男，汉族，浙江台州，工程师，硕士研究生，研究方向：直升机疲劳强度设计
（作者单位：中航工业直升机设计研究所）
【关键词】直升机桨叶;复合材料;设计许用值;程序开发。
Abstract：According to the aviation industry standard HB7618-2009 《Polymer matrix composite mechanical property data expression criteria》，the Delphi language programming is used to realize the analysis and calculation of the helicopter composite strength design allowable value，which provides assistance for helicopter composite blade research.
Key Words：helicopter blade;composite materials;design allowable value;program development.
1.引言
当前直升机旋翼桨叶的使用材料普遍选择复合材料，其高比强度、高比刚度、结构可设计性等优点能够完全符合直升机旋翼桨叶对长寿命、高抗损伤容限等关键战技指标的要求。在复合材料研究中，许用值设计一般采用A基准和B基准。A基准的定义是力学性能的限定值，在95%的置信度下，99%性能数值群的值不低于此值。B基准的定义是力学性能的限定值，在95%的置信度下，90%性能数值群的值不低于此值。
我国综合美国军用手册MIL-HDBK-17-1F，FAA等国外对于复合材料A、B基准设计许用值计算的研究成果，编订了航空行业标准HB 7618-2009《聚合物基复合材料力学性能数据表达准则》为国内复合材料的研究提供指导。本文根据HB7618规定的统计分析方法，将复合材料的设计许用值的计算过程通过Delphi语言编程实现，为此后直升机复合材料桨叶的材料性能分析与强度设计提供帮助。
2.许用值确定方法
HB7618规定的复合材料基准值统计方法主要是对样本数据作正态分布统计分析，其基本工作包括数据的相容性检验、异常数据排查处理、正态性检验、离散系数等效性检验、正则化、基准值计算等。具体方法流程如图1、图2所示。
3.程序实现
计算程序基于Delphi语言开发实现，Delphi被称为第四代编程语言，具有简单、高效、功能强大的特点。程序可以按照图1和图2的流程图完成HB7618规定的统计分析方法进行基准值的计算，也可以按照MIL-HDBK-17-1F方法进行基准值的计算。程序界面如图3所示，主要分为数据环境分组显示，计算方法选择，异常数据处理方法选择，计算过程结果显示几个部分。程序通过外部文件导入数据，在计算完成后程序分析过程及结果显示界面会给出完整的计算过程及计算结果报告并以文本格式同步输出文件。
表2、表3给出了多种环境下A、B基准值程序计算结果与HB7618中的算例结果对比。从误差值看，各环境下A、B基准值的程序计算结果对比手册中算例结果误差均小于0.5%，这个结果符合工程精度要求，因此程序的可靠性满足工程使用要求。
4.结论与展望
通过计算程序，可以选择按照HB7618规定的统计分析方法或者MIL-HDBK-17-1F方法对复合材料A、B基准值自动化分析计算，包括异常数据检查及处理方法选择等内容均可在过程界面查看，计算过程与计算结果会自动生成报告输出。算例计算表明计算程序准确可靠，满足工程设计要求。整个程序的实现，为后期复合材料的小样件试验的试验结果处理及对复合材料A、B基准值统计特性的研究提供帮助。
参考文献：
[1] HB 7618-2009，《聚合物基复合材料力学性能数据表达准则》[S].
[2] 杨长春，Delphi程序设计教程（第3版）[M].清华大学出版社，2016.6.
[3] 王祥，陈新文，王海鹏，等.基于统计的复合材料B基准值计算方法研究[J]，失效分析与预防，2015.5（4）：201-215.
[4] 盛骤，谢式千，潘承毅.概率论与数理统计[M].高等教育出版社.2001.
作者简介：
赵江，1989，05-男，汉族，浙江台州，工程师，硕士研究生，研究方向：直升机疲劳强度设计
（作者单位：中航工业直升机设计研究所）