《飛機(jī)復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)許用值確定方法》

3HBXXXX—XXXX飛機(jī)復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)許用值確定方法本文件規(guī)定了飛機(jī)復(fù)合材料層壓板設(shè)計(jì)許用值的設(shè)計(jì)思路和確定方法。本文件適用于民用飛機(jī)復(fù)合材料層壓板設(shè)計(jì)許用值的確定，其他類型飛機(jī)可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。CCAR-25-R4運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1復(fù)合材料composite復(fù)合材料是由成分或形式在宏觀尺度都不相同的材料構(gòu)成的復(fù)合物。各組分在復(fù)合材料中保持原有的特性，即各組分盡管變形一致，但它們彼此完全不溶解或者相互不熔合。通常，各組分能夠從物理上區(qū)別，并且相互間存在界面。3.2層壓板laminate對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，經(jīng)過(guò)壓實(shí)的一組單層（鋪層這些單層關(guān)于某一參考軸取同一方向角或多個(gè)方向角。3.3母體population指要對(duì)其進(jìn)行推論的一組測(cè)量值，或者，指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下有可能得到的測(cè)量值全體。例如，“在相對(duì)濕度95%和室溫條件下，碳/環(huán)氧樹(shù)脂體系A(chǔ)所有可能的極限拉伸強(qiáng)度測(cè)量值”。為了對(duì)母體進(jìn)行推論，通常有必要對(duì)其分布形式作假設(shè)，所假設(shè)的分布形式也可稱為母體。3.4單向帶tape4HBXXXX—XXXX以平行排列的連續(xù)纖維或以連續(xù)纖維為經(jīng)向而在緯向加少量且更細(xì)的纖維的織物浸膠后稱為單向帶，亦稱預(yù)浸帶。3.5織物fabric以紗線、長(zhǎng)絲等為材料，運(yùn)用各種織造及其他方法制成的平狀物。如機(jī)織物、針織物、編織物、無(wú)紡織物等。3.6許用值allowable在概率基礎(chǔ)上(如分別具有99%概率和95%置信度的A基準(zhǔn)值，與90%概率和95%置信度的B基準(zhǔn)值)，由層壓板或單層級(jí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的材料值。導(dǎo)出這些值要求的數(shù)據(jù)量由所需的統(tǒng)計(jì)意義(或基準(zhǔn))決3.7材料許用值materialallowable在一定的載荷類型與環(huán)境條件下，主要由試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)，按規(guī)定要求統(tǒng)計(jì)分析后確定的具有一定置信度和可靠度的材料性能表征值。3.8設(shè)計(jì)許用值designallowable在一定的載荷類型與環(huán)境條件下，考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的形式(如開(kāi)孔、沖擊、連接等因素)，對(duì)試樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)，按規(guī)定要求統(tǒng)計(jì)分析后確定的具有一定置信度和可靠度的材料性能表征值。3.9B基準(zhǔn)值B-basis建立在統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的材料性能。指定測(cè)量值母體的第十百分位數(shù)上的95%下置信限，也是對(duì)指定母體中90%較高值的95%下容許限。3.10平均值averagevalue有效試樣試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，試樣樣本大小視具體性能要求而定。3.11試樣coupon用以評(píng)定基本單層級(jí)或?qū)訅喊寮?jí)性能，或通用結(jié)構(gòu)特征（如膠接接頭或機(jī)械緊固件連接接頭）性能的小試驗(yàn)件（如通常是平層壓板）。3.125HBXXXX—XXXX伴隨件accompanyingspecimens進(jìn)行環(huán)境處理的試件同塊板上切割下來(lái)并與試件采用相同時(shí)間進(jìn)行浸潤(rùn)處理的試件。伴隨件要始終伴隨試件或相關(guān)的試件組經(jīng)歷全部接下來(lái)的浸潤(rùn)處理歷程。4符號(hào)和縮略語(yǔ)4.1符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件：T——層壓板厚度；T2——層壓板基準(zhǔn)厚度，范圍為2mm-6mm；T1——根據(jù)設(shè)計(jì)需要推薦增加的試件厚度；T3——根據(jù)設(shè)計(jì)需要推薦增加的試件厚度；B——求取B基準(zhǔn)值所需試樣數(shù)，B=k×m×n，其中k代表需要的批數(shù)，減量取樣k=3，充分取樣k=5；m代表每批的試板數(shù)，試板應(yīng)出自不同的爐次，m=2；n代表每個(gè)試板的試樣數(shù)，n=3；M——求取平均值所需試樣數(shù),M=m×n，其中m代表每批的試板數(shù)，試板應(yīng)出自不同的爐次，m=2；n代表每個(gè)試板的試樣數(shù)，n=3;D——孔徑；D2——基準(zhǔn)孔徑值；D1——根據(jù)設(shè)計(jì)需要推薦增加的孔徑值；D3——根據(jù)設(shè)計(jì)需要推薦增加的孔徑值；W——試件的名義寬度；H——緊固件端部的形式；H2——基準(zhǔn)緊固件端部的形；H1——根據(jù)設(shè)計(jì)需要推薦增加的緊固件端部的形式；H3——根據(jù)設(shè)計(jì)需要推薦增加的緊固件端部的形式。4.2縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。CTD：低溫干態(tài)（ColdTemperatureDry）ETD：高溫干態(tài)（ElevatedTemperatureDry）ETW：高溫濕態(tài)（ElevatedTemperatureWet）RTA：室溫環(huán)境（RoomTemperatureAmbient）RTW：室溫濕態(tài)（RoomTemperatureWet）MOL：材料工作極限（MaterialOperationalLimit）MNR：最大賦范殘差（MaximumNormedResidual）OSL：觀察顯著性水平（ObservedSignificanceLevel）5要求5.1材料所有進(jìn)行許用值試驗(yàn)件制造的材料都應(yīng)符合經(jīng)批準(zhǔn)的相關(guān)材料規(guī)范要求，且入廠復(fù)驗(yàn)合格。5.2試驗(yàn)項(xiàng)目飛機(jī)復(fù)合材料層壓板設(shè)計(jì)許用值試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)形式、受載情況和分析要求相關(guān)，通常層壓板6HBXXXX—XXXX設(shè)計(jì)許用值試驗(yàn)項(xiàng)目如表1所示。如有特殊要求，可視具體情況增減試驗(yàn)項(xiàng)目。表1層壓板許用值試驗(yàn)項(xiàng)目1234567895.3試驗(yàn)環(huán)境5.3.1根據(jù)CCAR-25-R4規(guī)定，設(shè)計(jì)分析需要考慮飛機(jī)飛行包線內(nèi)的嚴(yán)酷環(huán)境，例如，溫度和濕度。因此，許用值應(yīng)包括不同溫度和吸濕狀態(tài)組合條件下得到的數(shù)據(jù)。其中溫度包括低溫、室溫和高溫，吸濕狀態(tài)包括干態(tài)和濕態(tài)。a)溫度——一般對(duì)航空結(jié)構(gòu)低溫取-55℃,室溫取23℃,高溫應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康亩?，?duì)于特定型號(hào)，應(yīng)取在結(jié)構(gòu)的最高使用溫度，并根據(jù)變化趨勢(shì)，可在室溫和該溫度之間再選擇一個(gè)或兩個(gè)溫度；如果考慮將此材料體系用于所有可能應(yīng)用的溫度范圍，則應(yīng)取此材料體系的最高工作溫度(MOL)，并根據(jù)變化趨勢(shì)在它們中間取一個(gè)或兩個(gè)溫度；b)濕度——干態(tài)指“制造狀態(tài)”，即制造后放在實(shí)驗(yàn)室大氣條件下不作任何吸濕處理；濕態(tài)則須進(jìn)行專門的吸濕處理，吸濕條件根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)而定。濕度應(yīng)達(dá)到85%RH條件下的平衡吸濕量；c)公差——溫度公差取±3℃、濕度公差取±5%。5.3.2溫度與吸濕狀態(tài)的組合包括低溫干態(tài)(CTD)、室溫環(huán)境(RTA)、室溫濕態(tài)(RTW)、高溫干態(tài)(ETD)和高溫濕態(tài)(ETW)。通?？紤]低溫干態(tài)(CTD)、室溫環(huán)境(RTA)和高溫濕態(tài)(ETW)三種環(huán)境條件。5.4試驗(yàn)件取樣B基準(zhǔn)值的大小與獲得的數(shù)據(jù)量、所代表的批次數(shù)以及各批次間的生產(chǎn)一致性有關(guān)。設(shè)計(jì)許用值試驗(yàn)取樣要求如表2所示。表2設(shè)計(jì)許用值試驗(yàn)取樣要求53許用值試驗(yàn)樣本數(shù)量應(yīng)滿足相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)量。產(chǎn)生基準(zhǔn)許用值所用的試件數(shù)，取決于取樣的方法，即對(duì)B基準(zhǔn)值的充分取樣或?qū)基準(zhǔn)值的縮減取樣。充分取樣B基準(zhǔn)值的要求為5×2×3，即三批次共計(jì)30件。7HBXXXX—XXXX縮減取樣B基準(zhǔn)值的要求為3×2×3，即三批次共計(jì)18件。圖1為設(shè)計(jì)許用值縮減取樣與充分取樣試樣選擇和爐批次的典型方案。圖1縮減取樣與充分取樣5.5鋪層設(shè)計(jì)應(yīng)選擇能夠代表實(shí)際結(jié)構(gòu)的鋪層進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)，不能采用外推法設(shè)計(jì)。主要方法包括以下三種：a)典型鋪層。試樣的結(jié)果只與鋪層比例有關(guān)，而與鋪層順序無(wú)關(guān)，同時(shí)在一定的厚度范圍(例如不超過(guò)4mm)內(nèi)，厚度對(duì)強(qiáng)度的影響可以忽略不計(jì)。因此，可以選取某一厚度(或多個(gè)厚度)若干結(jié)構(gòu)典型鋪層比例試樣進(jìn)行試驗(yàn)；b)毯式曲線方法。通過(guò)經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)的分析方法可以得到不同試驗(yàn)條件下的毯式曲線(即鋪層比例與強(qiáng)度或模量的變化曲線)，在毯式曲線中，試驗(yàn)設(shè)計(jì)鋪層要能夠包絡(luò)實(shí)際結(jié)構(gòu)鋪層。圖2給出了具有各種0°、±45°和90°方向鋪層比例的層壓板軸向拉伸強(qiáng)度的毯式曲線示意圖；圖2毯式曲線示意圖8HBXXXX—XXXXc)全鋪層。當(dāng)結(jié)構(gòu)鋪層比例比較單一時(shí)，可采用此結(jié)構(gòu)的實(shí)際鋪層作為許用值試驗(yàn)設(shè)計(jì)鋪層。工程實(shí)際中，當(dāng)結(jié)構(gòu)鋪層比較多時(shí)，也可以采用基準(zhǔn)鋪層和典型鋪層作為許用值試驗(yàn)設(shè)計(jì)鋪層，而結(jié)構(gòu)其余實(shí)際鋪層作為平均值試驗(yàn)設(shè)計(jì)鋪層。通過(guò)完整矩陣的許用值試驗(yàn)設(shè)計(jì)鋪層確定相應(yīng)的B基準(zhǔn)系數(shù)，環(huán)境影響系數(shù)等，通過(guò)平均值試驗(yàn)設(shè)計(jì)鋪層得到其平均值，并結(jié)合得到的系數(shù)，確定不同鋪層的許用值。5.6加強(qiáng)片5.6.1加強(qiáng)片的使用許用值試驗(yàn)一般不要求加強(qiáng)片。試驗(yàn)件公差和夾持方法選擇的要點(diǎn)是，將載荷成功地引入到試樣和防止試樣由于明顯的不連續(xù)而引起提前破壞。因此，為了得到可接受的破壞模式和破壞部位，需要確定是否使用加強(qiáng)片及加強(qiáng)片主要設(shè)計(jì)參數(shù)規(guī)范。如果可接受的破壞模式出現(xiàn)的頻率很高，則不需要改變已使用的夾持方法。拉伸模量、面內(nèi)剪切許用值試驗(yàn)項(xiàng)目建議采用加強(qiáng)片。5.6.2加強(qiáng)片材料最常用的粘接式加強(qiáng)片的材料是連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物基材料(機(jī)織物或無(wú)緯布非機(jī)織物)，其結(jié)構(gòu)型式為[0/90]ns層壓板，該加強(qiáng)片材料一般與載荷的方向成45°角，以提供一個(gè)軟接觸面。另外，還可采用鋼加強(qiáng)片或由試樣相同的材料制成的加強(qiáng)片。5.6.3加強(qiáng)片破壞在樣本母體中，如果有相當(dāng)高比例的破壞發(fā)生在加強(qiáng)片或夾持端附近的試樣寬度范圍內(nèi)，則應(yīng)重新檢查載荷的引入方式?？紤]的因素應(yīng)包括加強(qiáng)片對(duì)中、加強(qiáng)片材料、加強(qiáng)片斜削角度、加強(qiáng)片膠黏劑、夾持類型、夾持力和夾持對(duì)中度。5.7試驗(yàn)矩陣5.7.1典型鋪層的定義表3對(duì)單向帶推薦了4種通用的層壓板典型鋪層定義，對(duì)織物推薦了3種通用的層壓板典型鋪層定義，供制定試驗(yàn)矩陣時(shí)參考。不同的飛機(jī)，其選取的典型鋪層比例可能不同，應(yīng)選取結(jié)構(gòu)可能使用鋪層比例的典型值域上下限，具體型號(hào)采用的鋪層定義由設(shè)計(jì)方確定。表3典型鋪層比例層壓板定義5.7.2無(wú)缺口層壓板試驗(yàn)矩陣推薦的無(wú)缺口層壓板試驗(yàn)矩陣見(jiàn)表4。9HBXXXX—XXXX表4無(wú)缺口層壓板強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣0 B 0MBM0 B MMM0MBM0-M-注1：層壓板厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋪層的范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)整。若需要覆蓋應(yīng)用設(shè)計(jì)的變化，根據(jù)設(shè)計(jì)需要推薦增加“T1”“T3”厚度的試件。5.7.3含開(kāi)孔層壓板強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣推薦的開(kāi)孔層壓板試驗(yàn)矩陣見(jiàn)表5。表5含開(kāi)孔層壓板強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣 M MBM-M-MBMMMM注1：若需要覆蓋應(yīng)用設(shè)計(jì)的變化，推薦增加“D1”“D3”孔徑的試件。注2：試件的名義寬度一般為6倍孔徑(W/Di=6，i=1,2,3)。5.7.4充填孔層壓板強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣對(duì)充填孔試驗(yàn)，應(yīng)考慮緊固件形式、孔徑和層壓板厚度。推薦的試驗(yàn)矩陣見(jiàn)表6。表6含充填孔層壓板強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣 B M M MBM-M--M--M-MBMMBM注1：緊固件直徑和緊固件的形式根據(jù)實(shí)際中應(yīng)用情況進(jìn)行選取、增減。試件的名義寬度為6倍孔徑(W/Di=6，i=1,2,3)。HBXXXX—XXXX注2：基準(zhǔn)緊固件端部的形式(H2)應(yīng)是結(jié)構(gòu)中最常用的形式。試驗(yàn)矩陣中要包含少量試驗(yàn)來(lái)確定其他緊固件端部形式(H1、H3)的影響。5.7.5含沖擊損傷層壓板壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣含沖擊損傷層壓板壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)反映材料體系對(duì)低速?zèng)_擊損傷的敏感性。沖擊能量的選擇取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中選取的初始沖擊損傷要求。推薦的試驗(yàn)矩陣見(jiàn)表7。表7含沖擊損傷層壓板強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣 M MBM M MBMMBM5.7.6層壓板機(jī)械連接擠壓強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣對(duì)機(jī)械連接擠壓強(qiáng)度試驗(yàn)，應(yīng)考慮以下附加的變量：緊固件頭部形式、緊固件加持力矩、劃窩深度、孔徑和相對(duì)緊固件直徑的容差、基準(zhǔn)緊固件間距和層壓板厚度。推薦的試驗(yàn)矩陣見(jiàn)表8。表8機(jī)械連接擠壓強(qiáng)度試驗(yàn)矩陣單-B-單-M-單 M 單MBM雙 M 單 M 單 M 單 M 單MBM單MBM注1：緊固件直徑和緊固件的形式根據(jù)實(shí)際中應(yīng)用情況進(jìn)行選取、增減。注2：基準(zhǔn)緊固件端部的形式(H2)應(yīng)是結(jié)構(gòu)中最常用的形式。試驗(yàn)矩陣中要包含少量試驗(yàn)來(lái)確定其他緊固件端部形式(H1、H3)的影響。5.7.7層壓板緊固件拉脫阻抗試驗(yàn)矩陣對(duì)緊固件拉脫阻抗試驗(yàn)，應(yīng)考慮以下附加的變量：緊固件頭部形式、緊固件加持力矩、劃窩深度、孔徑和相對(duì)緊固件直徑的容差、孔徑與厚度的比值、基準(zhǔn)緊固件間距和層壓板厚度。推薦的試驗(yàn)矩陣見(jiàn)表9。HBXXXX—XXXX表9緊固件拉脫阻抗試驗(yàn)矩陣 B M M MBM-M--M--M--M-MBMMBM注2：基準(zhǔn)緊固件端部的形式(H2)應(yīng)是結(jié)構(gòu)中最常用的形式。試驗(yàn)矩陣中5.8試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)飛機(jī)復(fù)合材料層壓板設(shè)計(jì)許用值試驗(yàn)應(yīng)選用成熟的、認(rèn)可度高的標(biāo)準(zhǔn)。5.9制造工藝許用值試驗(yàn)件制造應(yīng)按照相應(yīng)的工藝規(guī)范執(zhí)行，且能代表實(shí)際產(chǎn)品制造工藝，應(yīng)控制可能使試樣與結(jié)構(gòu)間出現(xiàn)材料響應(yīng)差異的關(guān)鍵工藝參數(shù)。除非完成包括差異性試驗(yàn)在內(nèi)的附加鑒定，一旦確定了生產(chǎn)工藝，就不應(yīng)改變。5.10試驗(yàn)件編號(hào)試驗(yàn)件編號(hào)應(yīng)具有唯一性與可追溯性；應(yīng)該能追溯所有試件的材料批號(hào)、固化批次和試板號(hào)，可以要求每個(gè)試件在試板內(nèi)部位的可追溯性。5.11試驗(yàn)件截取試驗(yàn)件截取時(shí)，應(yīng)廢棄試板邊緣至少25mm的材料，結(jié)合所需試樣的尺寸和數(shù)量，確定試板的尺寸。不能在質(zhì)量有疑問(wèn)的部位取樣。5.12環(huán)境處理5.12.1浸潤(rùn)處理進(jìn)行濕態(tài)狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)，將試驗(yàn)件放入濕熱試驗(yàn)箱（溫度：70℃±3℃,相對(duì)濕度：85%±5%RH）。在相距（7±0.5）天內(nèi)的相繼兩個(gè)讀數(shù)中，試驗(yàn)件的平均吸濕量的變化小于0.05%，即滿足公式(1)時(shí)，則達(dá)到了有效的吸濕平衡。ii-1W-ii-1Wb式中：<0.05%…………(1)HBXXXX—XXXXWi——當(dāng)前時(shí)刻的重量，g；Wi-1——前一時(shí)刻的重量，g；Wb——在吸濕浸潤(rùn)前的基準(zhǔn)重量，g。吸濕處理后的試驗(yàn)件，連同一個(gè)濕布條放入密封袋中，直至進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)(至多14天)；從封閉的環(huán)境中取出，在室溫大氣環(huán)境下貼片，最多允許2h。5.12.2吸濕量測(cè)定吸濕量的測(cè)量方法有2種：a)真實(shí)試件稱重；b)伴隨件稱重。伴隨件應(yīng)從同塊板上切割下來(lái)并與試件采用相同時(shí)間進(jìn)行浸潤(rùn)處理。對(duì)于太小或太大或者試件含加強(qiáng)片，應(yīng)使用伴隨件。所使用的伴隨件要始終伴隨試件或相關(guān)的試件組參與全部接下來(lái)的浸潤(rùn)處理歷程。通常一個(gè)浸潤(rùn)處理歷程需要一件伴隨件。5.12.3試驗(yàn)加熱在試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)時(shí)處于環(huán)境箱的試驗(yàn)裝置進(jìn)行加熱，直至試驗(yàn)裝置穩(wěn)定在試驗(yàn)溫度下，方可進(jìn)行試驗(yàn)。在實(shí)際試驗(yàn)之前應(yīng)該采用模擬試件以確定試件熱透的時(shí)間。應(yīng)采用與試驗(yàn)件相同的材料及鋪層來(lái)制作模擬試件。熱電偶應(yīng)該嵌入在模擬試件的中心線處鉆的孔中，以確定熱透時(shí)間。記錄熱電偶達(dá)到所要求試驗(yàn)溫度的時(shí)間作為保溫時(shí)間。在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)將熱電偶與試驗(yàn)件表面接觸，應(yīng)在6min內(nèi)將試驗(yàn)件加熱到試驗(yàn)溫度，并進(jìn)行一定時(shí)間的保溫，最后進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于干燥的試驗(yàn)狀態(tài)，達(dá)到試驗(yàn)溫度后保溫時(shí)間取（5-10）min；對(duì)于潮濕的試驗(yàn)狀態(tài)，到達(dá)試驗(yàn)溫度后，保溫時(shí)間?。?-3）min。5.13數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)5.13.1基本統(tǒng)計(jì)對(duì)于每一組試驗(yàn)，計(jì)算每一種測(cè)量性能的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和離散系數(shù)(以百分比表示)：x=xi…………………(2)sn-1=x-nx2…………(3)CV=sn-1根100………………(4)x式中：x——樣本平均值；sn-1——樣本標(biāo)準(zhǔn)差；CV——樣本離散系數(shù)，%；n——試件數(shù)量；xi——測(cè)量或?qū)С龅男阅苤?。?duì)于異常破壞和異常數(shù)據(jù)將進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。5.13.2異常數(shù)據(jù)處理HBXXXX—XXXX5.13.2.1異常數(shù)據(jù)是在數(shù)據(jù)集中比大多數(shù)觀測(cè)值低很多或高很多的觀測(cè)值。異常數(shù)據(jù)經(jīng)常是錯(cuò)誤的值，這些錯(cuò)誤值可能由記錄錯(cuò)誤、試驗(yàn)環(huán)境條件設(shè)置不正確或采用了帶缺陷的試件而引起。應(yīng)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)定量篩選，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行目視檢查。5.13.2.2用最大賦范殘差(MNR)方法來(lái)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行定量篩選。該方法篩選非結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)集中的異常數(shù)據(jù)。對(duì)于(由于批次、廠商、溫度等等)能夠自然分組的數(shù)據(jù)，應(yīng)該組成最小的組并分別對(duì)其進(jìn)行篩選。當(dāng)合并數(shù)據(jù)有意義時(shí)，來(lái)自相容的組的數(shù)據(jù)應(yīng)合并，并對(duì)合并后的較大的組進(jìn)行篩選檢驗(yàn)。5.13.2.3應(yīng)研究被識(shí)別成異常數(shù)據(jù)的所有的數(shù)值。首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)物理的跡象識(shí)別其原因。若存在下面任一情況，應(yīng)剔除該異常數(shù)據(jù)，包括但不限于：a)材料(或一個(gè)組分)超出了規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)；b)板件或試件制造參數(shù)超出了規(guī)定的容差范圍；c)試驗(yàn)件的尺寸或取向超出了規(guī)定的容差范圍；d)在試驗(yàn)件中檢測(cè)出(不是所研究的)缺陷；e)在試件的吸濕預(yù)處理中出現(xiàn)錯(cuò)誤(或者浸潤(rùn)處理參數(shù)超出了規(guī)定的容差范圍)；f)試驗(yàn)機(jī)和/或試驗(yàn)夾具設(shè)置不恰當(dāng)；g)試驗(yàn)件安裝不恰當(dāng)；h)試驗(yàn)參數(shù)(速度、試驗(yàn)溫度等)超出了規(guī)定的范圍；i)試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)件在夾頭內(nèi)打滑；j)試驗(yàn)件的破壞模式不是所試驗(yàn)要求的模式(加強(qiáng)片脫落、非預(yù)想的彎曲、在測(cè)試段以外破壞等)；k)驗(yàn)證產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的可疑條件而進(jìn)行的試驗(yàn)；l)沒(méi)有適當(dāng)進(jìn)行正則化的數(shù)據(jù)。5.13.2.4發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與記錄中的錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)檢查所有數(shù)據(jù)以確定是否出現(xiàn)了類似的錯(cuò)誤，這些值應(yīng)更正或剔除。5.13.2.5若沒(méi)有找到物理原因，則應(yīng)按下述原則處理：對(duì)高異常數(shù)據(jù)，應(yīng)考慮該異常數(shù)據(jù)是否在材料的能力范圍內(nèi)。若其明顯超出了材料的能力范圍，應(yīng)剔除該異常數(shù)據(jù)；若在材料的能力范圍內(nèi)，則可以保留；對(duì)低異常數(shù)據(jù)，通常應(yīng)予保留。若發(fā)現(xiàn)其會(huì)大大降低基準(zhǔn)值而應(yīng)刪除時(shí)，則須分析其可能原因，并做附加試驗(yàn)，以證實(shí)刪除該異常數(shù)據(jù)的正確性。對(duì)于任意觀測(cè)值被更正或刪除的情況，應(yīng)重復(fù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和目視檢查。應(yīng)將刪除異常值的主觀決定作為數(shù)據(jù)分析的一部分記錄在案，所有對(duì)異常數(shù)據(jù)的刪除或糾正措施應(yīng)通過(guò)適航/試驗(yàn)委托方審核并批準(zhǔn)后方可實(shí)施。5.13.2.6建議按照如圖3的過(guò)程評(píng)定沒(méi)有找出物理原因的異常數(shù)據(jù)。HBXXXX—XXXX圖3處理未查明原因異常數(shù)據(jù)的判斷流程5.14數(shù)據(jù)正則化為了數(shù)據(jù)分析，可對(duì)材料、批次、板件和試件進(jìn)行比較，應(yīng)把纖維控制的性能數(shù)據(jù)修正到一個(gè)公共的纖維體積含量基礎(chǔ)上。該方法只適用于由纖維控制的無(wú)缺口和含缺口層壓板的性能，包括：a)0°(經(jīng)向)拉伸彈性模量和強(qiáng)度；b)0°(經(jīng)向)壓縮彈性模量和強(qiáng)度；c)90°(緯向)拉伸彈性模量和強(qiáng)度；d)90°(緯向)壓縮彈性模量和強(qiáng)度；e)典型層板開(kāi)孔拉伸強(qiáng)度；f)典型層板開(kāi)孔壓縮強(qiáng)度；g)典型層板充填孔拉伸強(qiáng)度；HBXXXX—XXXXh)典型層板充填孔壓縮強(qiáng)度；基于上述考慮，正則化后的模量和強(qiáng)度值公式：E=E0……………(5)σ=σ0……………(6)式中：E——正則化后處理后模量，GPa；σ——正則化后處理后強(qiáng)度，MPa；E0——實(shí)測(cè)模量，GPa；σ0——實(shí)測(cè)強(qiáng)度，MPa；t——名義厚度，mm；t0——實(shí)測(cè)厚度，mm。5.15設(shè)計(jì)許用值計(jì)算流程5.15.1確定基準(zhǔn)值的程序取決于數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。由試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出基準(zhǔn)值的具體統(tǒng)計(jì)方法，建議按照環(huán)境樣本合并方法（圖4）或單點(diǎn)法（圖5）計(jì)算B基準(zhǔn)值，其中單點(diǎn)法得到的基準(zhǔn)值較保守。5.15.2在計(jì)算基準(zhǔn)值之前，應(yīng)按照4.14節(jié)的方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行合適的正則化處理。圖4、圖5中多處使用了“正則化”一詞，這不能與4.14節(jié)中為考慮纖維體積含量不同而進(jìn)行正則化處理時(shí)所采用的“正則化”術(shù)語(yǔ)相混淆。5.15.3對(duì)于來(lái)自于多批次材料與多個(gè)環(huán)境條件的數(shù)據(jù)，采用合并法合并各環(huán)境樣本數(shù)據(jù)以提高變異性的評(píng)估水平，但這種方法要求數(shù)據(jù)能夠滿足某些其他準(zhǔn)則并且應(yīng)對(duì)此進(jìn)行證明。如果數(shù)據(jù)能夠滿足所有這些準(zhǔn)則，則按照?qǐng)D4所示的流程完成計(jì)算即可。如果所有數(shù)據(jù)或部分?jǐn)?shù)據(jù)不能滿足這些假設(shè)和準(zhǔn)則，則應(yīng)根據(jù)圖5所示的單點(diǎn)法的計(jì)算流程對(duì)所有數(shù)據(jù)或部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析。圖4也給出了需要采用單點(diǎn)方法的步驟點(diǎn)。5.15.4對(duì)圖4中步驟的說(shuō)明：a)步驟1破壞模式是決定強(qiáng)度數(shù)據(jù)是否可取及數(shù)據(jù)是否可以進(jìn)行有效合并或融合的關(guān)鍵因素。第一步對(duì)組內(nèi)(同一批次，同一環(huán)境條件等)試件的破壞模式進(jìn)行評(píng)定。一旦試件呈現(xiàn)出不合理的破壞模式，該試件數(shù)據(jù)就不應(yīng)包括在數(shù)據(jù)組中。如果在數(shù)據(jù)組中發(fā)現(xiàn)某些試件的破壞模式是合理的但卻不一致，就應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，以確定這些不同的破壞模式是否會(huì)導(dǎo)致不同的強(qiáng)度結(jié)果。倘若破壞模式與強(qiáng)度值之間存在某種聯(lián)系，則應(yīng)該對(duì)試件加工工藝，環(huán)境控制方法，試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)夾具及其他因素進(jìn)行檢查，以確定導(dǎo)致不同破壞模式的原因；b)步驟2“壞”點(diǎn)是經(jīng)鑒定可導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效的數(shù)據(jù)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)的是破壞模式的物理證據(jù)而非試驗(yàn)數(shù)據(jù)本身；c)步驟3應(yīng)獲得兩種或兩種以上環(huán)境條件下(或其他固定影響)的數(shù)據(jù)。在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，被合并的環(huán)境條件應(yīng)是相鄰的，并且應(yīng)包括RTA環(huán)境條件；d)步驟9在數(shù)據(jù)組中查出統(tǒng)計(jì)意義上的異常數(shù)據(jù)這一事實(shí)并不意味著該數(shù)據(jù)一定是無(wú)效的。剔除一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)識(shí)別出剔除的具體理由，詳見(jiàn)4.13.2節(jié)；e)步驟11如果檢測(cè)出批間變異性，則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)與工程判斷來(lái)決定已識(shí)別出的統(tǒng)計(jì)差異是否具有工程意義上或?qū)嶋H意義上的顯著性(步驟12)；f)步驟18將每種環(huán)境條件下的各批次數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體來(lái)看待而不區(qū)分批次；g)步驟22不同環(huán)境條件下的數(shù)據(jù)組的均值存在統(tǒng)計(jì)意義上的差異，不能直接合并這些數(shù)據(jù)組。應(yīng)對(duì)每種環(huán)境的數(shù)據(jù)組進(jìn)行正則化處理，即將每個(gè)數(shù)據(jù)組(對(duì)應(yīng)于每種環(huán)境條件)中的每個(gè)觀測(cè)HBXXXX—XXXX值除以該組的均值。由此將獲得每種環(huán)境條件下的正則化數(shù)據(jù)組