飞机结构耐久性严重谱下疲劳分散系数研究

疲劳分散系数是使用载荷谱下的飞机结构寿命可靠性指标,用于描述疲劳分析和试验结果的可靠度.军用飞机结构强度规范(GJB67.6-2008)规定,当采用平均谱进行耐久性分析时,分散系数一般取4,对应99.9％可靠度;而当采用严重谱进行分析时,分散系数在2～4之间,但具体值并未明确.参考了大量的相关资料,在载荷谱造成的疲劳损伤与结构临界损伤值均服从对数正态分布前提下,对疲劳分散系数进行理论推导,并结合疲劳试验寿命分散性研究结果,明确了耐久性严重谱下结构寿命的疲劳分散系数,为国内将耐久性严重谱应用于军机结构疲劳设计和全尺寸疲劳试验打下了基础.     

规定使用用途下飞行情况差异对结构疲劳寿命的影响研究

从分析造成服役中机群内飞机使用载荷产生差异的原因入手,对规定使用用途下飞行情况变化导致使用载荷产生差异及对结构疲劳寿命的影响进行研究.结合某型飞机的外场使用数据信息,分别编制反映某型飞机平均使用情况和严重使用情况的两种载荷谱,并进行成组疲劳试验;从试验数据、当量损伤、疲劳寿命三个角度对比分析,给出由于飞行情况差异导致使用载荷变化对结构疲劳寿命影响的初步结论.该结论对型号设计有着重要的参考意义,具有一定的工程实用价值.     

单机结构疲劳分散系数研究

目前国内各机型在确定寿命时,所选取的分散系数主要考虑两部分,一是单机在结构材料与制造质量上的差异;二是单机在飞行载荷历程上的差异.由于单机寿命监控管理方法的引入,使得飞机的载荷历程是确定的.因此按单机寿命监控方法管理的飞机,在选取分散系数时,只需考虑在结构材料和制造质量上的分散.文中通过对单机结构疲劳分散系数的选取方法进行系统论述,并结合实测飞参数据对某系列飞机单机疲劳载荷分散性进行研究,为该系列飞机合理选取分散系数提供依据.     

空测采样次数问题的研究

在定寿编谱等研究中,确定载荷谱轻重的分散遵循何种分布及科学合理地确定飞机空测采样飞行起落次数具有重要意义.文中以当量使用寿命作为判断载荷谱分散的标准,并根据t分布理论,针对载荷谱分散遵循对数正态分布和双参数Weibull分布,分别给出空测采样次数的判断标准,为飞机结构的定寿编谱研究提供依据.     

预腐蚀对30CrMnSiNi2A连接件疲劳寿命影响的试验研究

某型飞机疲劳关键件为30CrMnSiNi2A螺钉连接件,为了进行腐蚀条件下疲劳寿命评定,考虑地面停放预腐蚀的影响,采用周期浸润加速腐蚀试验方法,进行不同预腐蚀时间后在随机谱和两种恒幅谱下的成组疲劳试验.结果表明,疲劳寿命随腐蚀时间的增加而降低;在工程常用的时间范围内,若假定疲劳寿命服从对数正态分布,对数疲劳寿命标准差与预腐蚀时间基本无关;若假设疲劳寿命服从威布尔分布,其形状参数与预腐蚀时间基本无关.并以预腐蚀影响系数C(t)反映预腐蚀对疲劳寿命的影响,研究预腐蚀对30CrMnSiNi2A连接件疲劳寿命的影响.     

使用情况差异对民机载荷谱地空地损伤分散性的影响

单次起落平均飞行距离是民机使用情况的主要表征量。它的随机性使得机队中每架飞机的过载超越频次曲线不同和相同过载下的应力不同,从而导致载荷谱的分散。地空地循环是民机疲劳损伤的主要来源,考虑平均飞行距离随机性,着重分析地空地循环载荷的分散,采用蒙特卡罗法模拟其分布参数,并根据结构的S—N曲线计算地空地损伤的分布。结果表明:(1)使用情况差异导致的地空地损伤的分散可以用对数正态分布描述;(2)该分散性主要受飞行距离标准差的影响,均值的影响很小。     

航空发动机疲劳载荷分散性及其对应的疲劳分散系数研究

为了科学评价航空发动机疲劳载荷分散性,假设任务混频固定,考虑飞行员技术差异的影响,构建了基于飞行剖面的矩阵式载荷库,建立了航空发动机载荷分散性对应的疲劳分散系数的计算模型,并通过算例分析和Monte Carlo仿真验证了模型的有效性。研究表明:航空发动机全寿命期累积疲劳载荷强度服从正态分布,累积疲劳载荷分散性随载荷库载荷强度分散性的增大而增大,随发动机寿命周期的增大而减小;航空发动机载荷分散性对应的疲劳分散系数随载荷库载荷强度变异系数的增大而增大,随发动机寿命周期的增大而减小,随载荷强度可靠度要求的提高而增大。     

拉—拉变幅载荷下45钢缺口件疲劳寿命分布的预测及其验证

根据预测模型。采用旋转弯曲得到的带存活率的疲劳寿命表达式和Miner法则,对给定多级拉-拉变幅载荷谱下的正火45钢缺口件变幅载荷下疲劳寿命下疲劳寿命和累积疲劳损伤临界值的分布进行预测,并通过拉-拉变幅载荷疲劳试验进行了验证,结果表明：45钢缺口件在多级拉-拉变幅载荷下的疲劳寿命和累积疲劳损伤临界值的预测值与试验值均近似服从对数正态分布,且两者符合很好。因此,此预测模型可应用于恒、变幅疲劳加载方式不同的疲劳试验结果预测。     

螺旋埋弧焊接X70钢管焊缝金属P-S-N曲线的建立

通过对螺旋埋弧焊接X70钢管焊缝金属进行疲劳试验,得到了不同应力幅和应力比下的疲劳寿命数据,对疲劳寿命的概率分布进行了分析;依据当量疲劳寿命公式,获得疲劳抗力系数和当量疲劳极限,并对其概率分布进行分析,进而建立了焊缝金属的P-S-N曲线,给出了指定存活率下的疲劳寿命曲线。结果表明:焊缝金属的疲劳寿命服从对数正态分布,疲劳抗力系数服从对数正态分布,以当量应力表示的疲劳极限服从正态分布。     

SN-25 拖拉机半轴带存活率的疲劳寿命表达式

通过对文献［１］中疲劳试验结果的分析,采用当量切应力表示的疲劳寿命公式进行拟合,得到了其疲劳寿命表达式。统计分析表明,ＳＮ２５拖拉机半轴的疲劳寿命服从对数正态分布,其疲劳抗力系数和理论疲劳极限亦服从对数正态分布,据此,求出了给定存活率下的疲劳寿命表达式。