机翼整体机加壁板损伤容限分析

使用改进的裂纹闭合积分方法(MCCI)对典型机翼整体机加壁板的裂纹扩展及剩余强度试验进行了分析预测。通过与试验结果的对比,表明预测的裂纹扩展寿命及剩余强度载荷与实际试验结果的偏差在工程应用可接受的范围内,证明该方法可以在实际机型研发过程中推广应用。同时,试验也证明了整体机加壁板长桁的止裂效果不明显。     

基于Abaqus二次开发的机身开口损伤容限分析

机身结构需要承受由飞行条件引起的机身剪力和弯曲力,以及由座舱压力引起的环向张力和纵向张力,开口损伤可能会逐渐形成裂纹并给飞机带来致命的影响。采用Python脚本语言对Abaqus进行二次开发,实现三维复合裂纹的参数化建模、自动扩展模拟和损伤容限评估,使整个裂纹扩展分析过程更加快速、方便和高效。然后对某运输机机身开口实际模型案例进行研究,预测裂纹扩展方向、输出裂纹扩展轨迹和应力强度因子,计算裂纹扩展寿命、剩余强度和检修周期。结果显示加强结构附近剩余强度可能发生不减反增的现象。为开口结构设计和检修提供参考及指导,具有一定工程意义。     

基于Abaqus二次开发的机身开口损伤容限分析

机身结构需要承受由飞行条件引起的机身剪力和弯曲力,以及由座舱压力引起的环向张力和纵向张力,开口损伤可能会逐渐形成裂纹并给飞机带来致命的影响。采用Python脚本语言对Abaqus进行二次开发,实现三维复合裂纹的参数化建模、自动扩展模拟和损伤容限评估,使整个裂纹扩展分析过程更加快速、方便和高效。然后对某运输机机身开口实际模型案例进行研究,预测裂纹扩展方向、输出裂纹扩展轨迹和应力强度因子,计算裂纹扩展寿命、剩余强度和检修周期。结果显示加强结构附近剩余强度可能发生不减反增的现象。为开口结构设计和检修提供参考及指导,具有一定工程意义。     

损伤容限设计方法和设计数据

论述了损伤容限设计方法 ,研究了长裂纹的疲劳裂纹扩展寿命估算方法和初始裂纹尺寸a0 的确定方法。并提供了常用国产机械材料的疲劳裂纹扩展速率和疲劳裂纹扩展门槛值的试验数据。     

飞机整体翼梁结构裂纹扩展试验与分析

对飞机整体翼梁结构进行裂纹扩展试验,应用ANSYS有限元软件对试验件结构进行裂尖应力强度因子分析,利用Paris公式对其进行寿命估算,研究飞机整体翼梁结构裂纹扩展的基本特征和规律,并进行试验与计算分析的对比.试验及分析结果可为飞机整体翼梁结构损伤容限设计及评定提供依据.     

形状不规则裂纹的疲劳寿命预测技术

描述了一种能自动模拟任意面形裂纹疲劳扩展的计算技术。该技术基于三维有限单元法和Ｐａｒｉｓ疲劳裂纹扩展速率方程,并具有网格随裂纹扩展重新自动生成的能力。技术的实用性通过几个典型的工程裂纹模拟实例得到了说明。     

含裂纹损伤容限结构危险性评估技术

断裂力学理论认为结构破坏是由疲劳裂纹的不断扩展所致,而损伤容限结构能够在承受一定损伤(裂纹)情况下继续安全使用。为了评估含损伤(裂纹)结构的使用危险性,提出一种以裂纹长度为参量的结构破坏危险性估计方法,详细分析了瞬时裂纹尺寸与临界裂纹尺寸的分布形式,建立瞬时裂纹尺寸与临界裂纹尺寸之间的干涉关系,利用Monte-Carlo模拟方法得出当前裂纹尺寸下结构发生破坏的概率。算例表明方法简单有效。     

飞机铝合金壁板结构广布疲劳多裂纹扩展与剩余强度研究

随着航空工业的发展,飞机经过长时间服役,其广布疲劳损伤带来的飞机服役可靠性问题日益受到关注。针对飞机铝合金壁板结构开展了疲劳裂纹扩展试验与剩余强度拉伸试验,以及数值仿真研究,并采用塑性区连通准则、表观断裂韧性准则、净截面屈服准则和韧带平均应力准则4种典型的多裂纹连通准则对其剩余强度进行了对比分析。结果表明：随着疲劳裂纹的逐渐扩展,裂纹尖端应力强度因子逐渐增大,裂纹扩展速率逐渐增大。对于含多裂纹的铝合金壁板结构,建立剩余强度与裂纹总长度的关系更能准确体现机身壁板在实际服役过程中的剩余强度变化。与其他3种准则相比,塑性区连通准则可以控制含等长度裂纹与非等长度裂纹的铝合金壁板结构剩余强度的预测结果与试验结果的相对误差在5%以内,是4种准则中预测精度最高的,因此,塑性区连通准则对飞机铝合金壁板结构广布疲劳损伤设计具有良好的指导意义。     

基于损伤容限设计的疲劳裂纹扩展寿命估算

从损伤容限设计概念出发,以断裂力学理论为基础,在承认零构件内具有初始缺陷的基础上,应用著名的Par-is裂纹扩展速率公式,以对1020冷轧薄钢板在承受单轴恒幅循环载荷下的寿命次数的估算为例,介绍了一种简单实用的疲劳寿命估算方法,从而为技术人员在进行含裂纹件的疲劳裂纹扩展寿命计算中提供一定的理论依据。     

含接触的多孔多裂纹结构应力强度因子分析

多孔多裂纹结构的损伤是老龄飞机和许多工程结构中存在的一种典型损伤形式,它严重影响着结构的完整性和使用安全。因此,研究多孔多裂纹结构的损伤容限问题,特别是结构的断裂特性,具有重要的工程意义和很高的实用价值。本文主要考虑销钉与结构间的接触问题,应用有限元方法,建立合理的计算模型,计算了多孔多裂纹结构的应力强度因子。通过大量计算,给出了典型多孔多裂纹结构应力强度因子的计算结果曲线,分析其相互影响规律及破坏特性。计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。     

含穿透损伤复合材料加筋板轴压试验研究

分别选取复合材料加筋板结构中三处典型位置进行落锤冲击损伤试验,产生穿透损伤,对损伤试件进行轴向压缩试验,得到屈曲失稳载荷及破坏载荷,并将试验结果与完好试件的试验结果进行对比,分析穿透损伤对结构压缩承载能力的影响。结果表明,筋条区蒙皮的冲击穿透损伤会使得结构的压缩局部屈曲载荷和压缩强度有较为明显的下降,而筋条间蒙皮和筋条凸缘处的穿透损伤对结构的压缩结果影响较小。另外,试验表明,含筋条凸缘穿透损伤的结构在压缩破坏过程中会出现较为明显的损伤扩展。试验结果可以为该型结构的工程应用提供有价值的参考。     

加筋板多处损伤疲劳裂纹扩展研究

给出加筋板多处损伤裂纹扩展的预测计算和试验,其目的是研究飞机真实结构--加筋板多裂纹扩展的预测计算方法.用Walker裂纹扩展方程和Willenborg-Chang裂纹扩展模型为根据,并在每个载荷循环都考虑裂纹之间的相互影响.用循环接循环进行裂纹累积,用虚拟施加剩余强度载荷和裂尖韧带塑性区连通判据确定临界裂纹尺寸.文中给出典型随机谱下加筋板多裂纹扩展计算预测,并给出初始裂纹和剩余强度载荷的改变对临界裂纹尺寸和扩展寿命的影响,也给出在恒幅谱及程序块谱载荷下加筋板多裂纹的扩展试验以及试验与计算的比较.     

加筋板广布疲劳损伤的剩余强度分析

给出加筋板广布疲劳损伤的两种损伤类型和两个剩余强度判据,剩余强度判据是净截面塑性区屈服判据和裂尖韧带屈服判据.给出蒙皮带有多裂纹和蒙皮带有多裂纹且桁条也带有裂纹时应力强度因子的近似工程估算方法.文中也给出加筋板含多裂纹时剩余强度净截面塑性区屈服判据和裂尖韧带屈服判据的表达式及塑性区尺寸估算方法.对三种损伤的加筋板进行剩余强度试验,指出多裂纹尤其是桁条也带裂纹时剩余强度降低较多.用上述两种判据进行加筋板广布疲劳损伤剩余强度预测,预测结果和试验结果比较符合.     

广布疲劳损伤加筋板结构剩余强度分析

广布疲劳损伤（widespread fatigue damage,WFD）对老龄飞机是非常重要的问题。文中用工程方法和有限元方法计算含广布疲劳损伤（WFD）加筋板的剩余强度,完成3种类型9件加筋板的剩余强度试验。计算结果和试验结果比较吻合,能满足工程精度的要求。结果还表明,WFD明显降低了加筋板的剩余强度。     

典型机翼整体壁板止裂特性分析及优化设计

通过断裂力学的方法,应用大型有限元软件,分析典型加筋机翼整体壁板几何参数对止裂特性的影响.对各种参数下多筋条铝合金整体加筋壁板,裂纹从断裂筋条下向两侧均匀扩展的开裂模式,进行剩余强度的计算.采用遗传算法对典型加筋整体壁板参数进行优化设计,该计算与设计是根据中心加强件断裂的蒙皮双跨裂纹最大损伤范围的建议进行的.其能找出满足裂纹处在双跨筋条间距以内被有效止裂的条件下,使结构重量最轻的参数,为保证剩余强度下进行结构减重设计提供参考.     

结构耐久性与经济寿命内损伤容限分析及软件

基于耐久性试验数据,给出结构在任意时刻裂纹(相对小裂纹)的概率分布形式,并对结构在经济寿命内进行损伤容限分析,确保结构在经济寿命内的安全性.裂纹的概率分布来源于耐久性试验数据,评估结果比较可靠,避免在经济寿命内进行损伤容限分析时采用假定的裂纹分布.该方法兼顾结构寿命与安全性一体化的要求,并编制相应的计算软件.分析结果表明,在损伤容限分析时即使临界裂纹尺寸大于经济修理极限,在经济寿命内结构仍然存在发生破坏的可能,因此,研究在经济寿命内裂纹的概率分布,并进行损伤容限分析是必要的.软件采用VB语言编写,操作简便,具有良好的应用价值和应用前景.     

筋条形式和制造工艺对轴压载荷下钛合金加筋板力学行为模式的影响分析

加筋壁板是航空结构中常用结构形式,不同筋条形式和不同制造工艺会影响其力学行为及其失效模式.针对钛合金加筋板,采用有限元方法建立数值计算模型,研究了T型、L型和Z型3种不同截面形式筋条对加筋板的屈曲模态和破坏形式的影响机制,分析了焊接、点焊和铆接不同制造工艺对加筋板的屈曲载荷和后屈曲特性的影响.结果 表明:T型加筋板的屈...