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.     

2E12-T3铝合金蒙皮环向对接结构的疲劳性能

通过有限元仿真确定蒙皮环向对接结构的疲劳危险部位,计算得到2024-T3铝合金对接结构的理论细节疲劳额定值(DFR).对2E12-T3铝合金蒙皮环向对接结构进行疲劳试验,分析了疲劳断裂位置和断口形貌,计算得到该对接结构的试验DFR,并与2024-T3铝合金对接结构的理论DFR进行对比分析.结果表明:蒙皮环向对接结构试样均在蒙皮端部钉孔处发生疲劳破坏,与有限元分析得到的结构薄弱部位一致;裂纹起源于蒙皮与带板贴合面且与加载方向垂直的蒙皮孔壁上,裂纹扩展区存在疲劳条带和少数韧窝,瞬断区存在韧窝及空洞;2E12-T3铝合金对接结构的DFR相比于2024-T3铝合金对接结构提升约13.9％.     

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.     

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.     

机身蒙皮划窝对结构细节疲劳额定值的影响

飞机机身蒙皮疲劳破坏是需要重点关注的问题,为评测连接方式(沉头与平头)对其疲劳性能的影响,选取典型双剪搭接结构进行试验研究。通过试验测定结构疲劳寿命,计算得到结构细节疲劳额定值(DFR)。可以得知,沉头结构DFR值降低了约22%。利用理论方法计算结构DFR值,对比试验数据,两种方法平均误差为2.10%,验证理论方法的可靠性,为机身蒙皮结构疲劳性能的研究提供参考。计算不同蒙皮厚度下结构DFR值,得知平头结构随蒙皮厚度增加DFR值逐渐下降;对于沉头结构,蒙皮厚度太大或太小均会降低结构DFR值,选择1.5 mm、1.8 mm厚度蒙皮较合适。     

某型飞机腹板连接结构疲劳试验分析

腹板连接处的疲劳性能直接影响飞机的安全性,疲劳分析中常采用细节疲劳额定值(DFR)来度量结构细节本身固有的疲劳性能。文中对某型飞机腹板连接结构进行了加速疲劳试验研究,通过在结构件表面预先粘贴的应变花实时监测试件在正弦交变载荷下的应力应变状况,得到了疲劳试验过程中裂纹附近的应力演化规律。试验结果表明:在峰值为18 k N的正弦交变拉伸载荷作用下试件的疲劳寿命约3×105,符合疲劳寿命分布预期104-106。采用DFR法分析了该结构件破坏部位的疲劳性能,通过计算得到了试件破坏部位的DFR值,研究表明应力最大的地方不一定最危险,DFR值小的部位也不一定最先破坏,并给出了试件上4处局部结构的预测寿命。研究结果可用于飞机腹板连接结构的疲劳分析。     

两种新型铝锂合金铆接结构细节疲劳额定强度研究

针对飞机蒙皮铆接搭接结构,通过疲劳试验研究得到了两种新型铝锂合金Al-Li-S-4和2198-T8试件的细节疲劳额定值(DFR),同时借助扫描电镜观察疲劳裂纹的萌生和扩展行为。研究结果表明:Al-Li-S-4铆接结构的DFR值为102.24 MPa,2198-T8的DFR值为83.09 MPa,前者的铆接疲劳性能优于后者;两者疲劳断口有较大差异,前者断口比较平坦而后者相对粗糙,前者疲劳条纹更加细密,疲劳条带间距更小。     

现役华南地区输电塔架钢结构材料剩余强度研究

通过对使用环境中服役30年的钢结构材料进行静强度试验,得到腐蚀疲劳环境下钢材的剩余强度。通过分析试验结果,确定腐蚀疲劳环境对金属材料剩余强度的影响,并给出概率分布模型。研究结果表明:腐蚀疲劳会造成部分结构产生内部损伤,大大降低该类试件的剩余强度,未产生内部损伤的结构材料其剩余强度小幅下降,全部试件剩余强度呈现双峰特性,可以用混合对数正态分布描述其概率分布。     

含多相似疲劳细节结构的细节疲劳额定值的估算模型

细节疲劳额定值法(DFR法)是一种已在飞机寿命估算及耐久性分析中广泛使用的结构疲劳分析方法。为了将DFR法应用于含多相似疲劳细节的复杂结构的疲劳分析,克服结构DFR值的传统评估模型的不足,以得到更准确的评估结果,分别将复杂结构考虑成一个由相似疲劳细节群组成的串联、并联或串并混合联的结构系统,依据DFR法和系统可靠性模型,建立含多相似疲劳细节结构的细节疲劳额定值的估算模型。     

机身典型连接接头DFR值分析方法研究

提出通过静力试验或者有限元模型计算,确定连接接头的危险钉孔位置,修正应力集中系数Kt等对结构细节疲劳额定值(detail fatigue rating,DFR)的影响后,进而确定结构的DFR值的方法。使用该方法对机身上某连接接头进行疲劳寿命分析,给出详细的分析过程与结果,并通过DFR值试验验证该方法的可行性和合理性。