Mechanical modeling and testing of a composite helicopter structure made by resin transfer moulding

The design and mechanical performance of a helicopter horizontal stabilizer slat made by resin transfer moulding (RTM) can be evaluated with finite element analysis (FEA). To verify the validity of the assumptions used in the modelling of the slat structure, static mechanical tests were performed on prototype slats which were half of the full-size length. The slat complex boundary conditions were simplified to make static mechanical testing possible. Two fixtures were designed and built to introduce simplified loads in specimens with two different bracket configurations: a full and a half bracket. A finite element (FE) model of the specimens was made with shell elements and the finite element solution was compared with the experimental results. In most cases, comparison between the finite element analysis solution and experimental results showed good agreement in terms of structure stiffness, strength, strain and damage location. It is believed that out-of-plane stresses should be considered to improve the finite element solution accuracy.Le design et la performance mécanique d’un bec de bord d’attaque de stabilisateur horizontal d’hélicoptère fabriqué par moulage par injection sur renfort (« resin transfer moulding ») peuvent être évalués par des analyses par éléments finis. Pour vérifier la validité des hypothèses utilisées dans la modélisation du bec de bord d’attaque, des essais mécaniques ont été effectués sur des prototypes demi-longueurs. Les conditions frontières complexes ont été simplifiées pour rendre les essais mécaniques possibles. Deux gabarits ont été conçus et construits pour introduire les chargements simplifiés dans les pièces d’essai possédant deux configurations de support: un support complet et un demi-support. Un modèle par éléments finis des pièces d’essai a été réalisé avec des éléments de type membrane et la solution est comparée avec les résultats expérimentaux. Dans la plupart des cas, la comparaison entre la solution par éléments finis et les résultats expérimentaux coïncide concernant la rigidité de la structure, la résistance, l’allongement et la localisation de l’endommagement. Les contraintes hors du plan devraient être considérées pour améliorer la précision de la solution par éléments finis