飞机结构使用寿命评定技术研究

本文详细地介绍了以飞机结构疲劳寿命和日历寿命为主的寿命体系,阐述了我国的飞机寿命管理现状,并从腐蚀的角度,说明了腐蚀对飞机结构使用寿命的影响.通过试验加速环境谱的建立,分析了当前流行的飞机结构使用寿命评定体系.     

腐蚀条件下修正当量地空地循环数的DFR方法

通过引入腐蚀影响系数,将民机结构实际使用环境下用当量地空地循环数表示的设计目标寿命折算为疲劳损伤相同的一般环境下当量地空地循环数,从而建立腐蚀条件下疲劳分析的细节疲劳额定值(detail fatigue rating,DFR)方法.对于民机结构,腐蚀影响系数包括地面停放预腐蚀、空中飞行环境预腐蚀和空中腐蚀疲劳影响,引入基于腐蚀电化学理论的折算系数,将空中飞行时间等腐蚀损伤地折算为地面停放时间,从而综合考虑地面停放和空中飞行环境预腐蚀影响.针对典型使用情况下的支线客机,对其疲劳关键部位--机身长桁机加接头部位,采用腐蚀条件下DFR方法进行疲劳分析,验证该方法的可行性和合理性.     

日历腐蚀环境下LY12CZ铝合金力学性能研究

采用加速腐蚀当量折算谱模拟日历腐蚀环境，对飞机结构主体材料LY12CZ先做加速腐蚀后再进行疲劳试验，确定日历腐蚀环境对LY12CZ材料静强度和疲劳强度（S－N曲线）的影响。     

飞机结构腐蚀疲劳分析中的DFR法

通过分析和试验,说明DFR(detail fatigue rating)法在腐蚀疲劳分析中的适用性及其与常规疲劳分析的DFR法的主要差异;给出腐蚀环境中细节疲劳额定值DFRf(t)的定义及其在典型环境中细节疲劳额定值的表达式;在此基础上,简单说明飞机结构腐蚀疲劳作用下产生工程可检裂纹α0的日历年限分析方法,并通过算例说明分析过程.     

飞机结构的腐蚀防护与腐蚀疲劳研究的发展趋势

介绍了飞机结构腐蚀监控与防护、腐蚀疲劳和腐蚀防护用品应用等方面的国内、外研究现状及发展趋势。重点阐述了防腐蚀用品(CPCs,主要是缓蚀剂)的应用及其对飞机结构疲劳寿命及疲劳裂纹扩展影响的研究现状,并预测了其发展趋势。     

使用环境下民机机翼蒙皮对接结构疲劳分析

对民机机翼蒙皮对接结构进行使用环境下的疲劳分析.根据结构典型使用情况,采用细节模拟试件实验室加速腐蚀试验测定细节疲劳额定值(detail fatigue rating,DFR)地面停放腐蚀影响系数和空中腐蚀疲劳影响系数;采用腐蚀条件下的DFR方法对结构进行疲劳分析,得到疲劳裕度.在此过程中建立处理实际结构复杂使用环境的方法及由细节模拟试件试验得到的DFR腐蚀影响系数确定结构使用环境的DFR腐蚀影响系数的方法.采用机翼蒙皮对接部位模拟试件,设计完成指定使用情况所对应的预腐蚀一腐蚀疲劳交替验证试验,试验结果与分析结果基本一致,该使用环境下的疲劳分析方法可行.     

环境条件下军用飞机使用寿命研究

介绍了环境条件下飞机结构损伤的模式及其描述方法,讨论了飞机结构使用寿命的影响因素,回顾了国内外研究现状。通过引入飞行强度参量,研究了军用飞机使用寿命的评定技术,为合理制订飞行计划、充分发挥军用飞机的使用功效、保障飞行安全提供了理论基础。     

腐蚀环境对飞机梁结构连接件疲劳寿命和裂纹扩展的影响

借助腐蚀环境谱与疲劳载荷谱交替作用来模拟沿海飞机停放-飞行-停放过程。以飞机梁结构连接件的下壁板为主要研究对象,采用标记载荷法和详细目视检测法监测其裂纹的扩展状况,并采用GE5显微镜观测断口形貌。分析了腐蚀环境对梁结构连接件疲劳寿命与裂纹扩展的影响。试验结果表明:在形成穿透裂纹的初始阶段,试验件受到表面的防护漆以及连接处的密封胶保护,腐蚀环境在该阶段对梁结构连接件的疲劳寿命影响不明显,与非腐蚀试验相比, 该阶段的寿命仅缩短了5.5％;在穿透裂纹的扩展阶段,腐蚀环境加速了穿透裂纹的扩展过程,同时还加剧了穿透裂纹扩展过程的分散性,与非腐蚀试验相比,穿透裂纹的扩展寿命缩短了23.1％。     

腐蚀环境下飞机结构疲劳全寿命评估模型

腐蚀环境作用下飞机结构疲劳全寿命评定是飞机结构疲劳断裂分析技术发展的趋势。介绍结构疲劳全寿命的研究现状,在此基础上提出基于不连续状态腐蚀与疲劳交互作用下飞机结构的全寿命评估模型。该模型能将环境影响下的点腐、剥蚀的演化不连续状态(evolving discontinuity state,EDS)纳入全寿命分析框架中。模型的构建能为飞机结构腐蚀疲劳全寿命评定提供技术支持。最后,对全寿命模型的进一步研究提出建议。     

某型飞机典型疲劳关键件加速腐蚀条件下 C-T曲线的测定

针对某型飞机典型疲劳结构模拟件开展加速环境谱及加速腐蚀试验技术探索性研究.根据腐蚀损伤等效原则,给出试验室加速环境下与外场使用环境下的腐蚀当量关系,对预腐蚀不同时间后的模拟件进行载荷谱疲劳试验,获得了腐蚀影响系数C随地面停放年限T的变化曲线,为确定该结构日历寿命提供依据.     

飞机结构疲劳损伤的工程类比法

重点论述工程类比法在基于飞参数据进行飞机结构疲劳损伤计算中的应用.通过对两种机型、60多架飞机30000多飞行小时数据的计算分析,提出结构疲劳损伤值(取对数后)与材料常数m成线性关系的观点.用工程类比法计算出的多架飞机累计损伤结果,其相对轻重水平,基本不随m值的不同而改变.在比较多架飞机疲劳损伤情况时,可以排除材料常数m的影响.     

用剩余疲劳损伤强度预测机械零件疲劳可靠度及寿命的方法

提出在缺乏零件工作载荷谱时，进行该零件疲劳可靠性计计算的方法。用使用过一段时间的零件进行疲劳试验。根据这些试验数据统计出剩余疲劳损伤强度，并利用剩余疲劳损伤强度确定该元件在已使用期内的累积疲劳损伤量。然后用疲劳累积损伤可靠性模型进行零件疲劳可靠性设计计算。     

LC4CS铝合金和30CrMnSiNi2A钢在大气环境预腐蚀后的疲劳曲线

使用铝合金ＬＣ４ＣＳ和高强钢３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ作为模拟疲劳试验件,在大气腐蚀环境中长期放置１～１５年后做疲劳试验,取得不同日历时间下的疲劳特性数据。本文给出０、１、２年的疲劳Ｓ－Ｎ数据,并采用极大似然原理测定出Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线。结果表明,大气环境腐蚀后材料的疲劳寿命下降与日历有关。这些曲线是确定受腐蚀金属机件或构件疲劳日历寿命的论据。     

飞机结构腐蚀检测技术研究

在查阅大量国外资料的基础上,研究国外先进飞机结构腐蚀检测的方法(超声成象检测、超声C扫描检测、涡流检测、先进磁-光成象技术检测),研究各种方法的实用性.针对我国飞机结构腐蚀情形及仪器的情形,给出几种实用的腐蚀检测方法,低频涡流检测隔层下腐蚀、红外热象仪测面积型腐蚀、超声波检测结构腐蚀.     

飞机结构中下陷结构的疲劳可靠性分析

主要分析和试验研究了飞机结构的下陷结构的细节参数中下陷过度区尺寸Ｌ２、下陷曲率半径与疲劳寿命的关系,通过采用应力场强法对下陷结构进行有限元计算和疲劳试验得到,Ｌ２的增加可延长结构的疲劳寿命,而Ｒ的小范围尺寸变化不会对寿命有太大影响。     

孔蚀对老旧飞机搭接件结构完整性的影响

通过对一架服役20多年的退役飞机分解检查,分析搭接件的腐蚀状况,发现搭接件外表面光滑,而搭接面腐蚀很严重。利用三维有限元法分析腐蚀产物的“楔人效应”,得到最大主应力点的位置,是可能的起裂点。通过分析不同尺寸的半球形蚀坑和不同长短半轴比值的半椭球形蚀孔应力应变分布的影响,探讨搭接件疲劳裂纹的可能扩展方向,讨论局部孔蚀对搭接件结构完整性的影响。     

齿轮弯曲疲劳可靠度的计算方法

用一个新的基本观点－把齿轮弯曲疲劳失处理成随机事件，以这个随机事件为研究对象，用齿轮弯曲疲劳的疲劳损伤强度ＫＷ和总疲劳损伤量ＤＷ描述弯曲疲劳失效随机事件，得出用概率描述的弯曲疲劳的疲劳累积损伤模型，用这个计算模型，提出了计算齿轮弯曲疲劳可靠度的计算方法。