结构损伤容限分析

飞机结构损伤容限设计第2讲结构损伤容限分析

内容概要

1.损伤容限结构定义

2.分析目标

3.分析要素

4.破坏准则

5.分析流程

损伤容限结构：

容许结构存在一定限度的损伤，并依靠检查来保证安全服役的结构。

实践和分析都表明：把结构设计成能承受定量损伤并实施计划检查的损伤容限结构，是提高装备安全水平的有效途径。

结构损伤容限分析目标：

通过损伤容限技术分析，可以准确定量评估结构的剩余强度、裂纹扩展寿命以及它们的可靠程度，并制定结构安全裂纹扩展寿命，即检查周期，保证结构在服役期内的安全。

组成结构损伤容限特性有三个同等主要的因素：

损伤检测：结构检查部位、各种

检查方法及检查间隔的选择；

裂纹扩展：在该结构部位的载荷

谱和环境谱作用下，裂纹从初始

假设尺寸至某一确定尺寸之间的

裂纹扩展期；

临界裂纹尺寸：在剩余强度要求

载荷下，结构允许存在的最大损

伤；或在某一规定的损伤情况

下，要求结构剩余强度能力大于

对该结构的剩余强度要求值。

4 破坏准则

结构损伤容限分析中的破坏准则：

开裂结构的剩余强度(σS )、承载能力随裂纹长度的增长而单调下降，当结构剩余强度降低到使用载荷历程中的最大应力水平时，结构便会发生断裂破坏。

()max S C S K f a σσσ=⎧⎨

=⎩

求临界尺寸a cr 下的疲劳寿命N C

求可检裂纹尺寸下的疲

劳寿命N D

确定结构类型

计算裂纹扩展曲线a -N 剩余强度降曲线σS -N

9GJB776-89规定；9破损安全结构；

9缓慢扩展型。确定未修使用期PUSU=N C －N D

N C －N D ≥MPUSU

符合规定，结束

9结构材料；

9a 0, a cr ；

9裂纹扩展模型。9断裂力学；

9传力结构类型；

9临界强度等。

9设计要求规定断裂应力。9可检规范；

9不可检结构，按”出厂时间”或“第1次飞行时间”；9制定检测周期。

9由标准文件给出最小未修使用期。

1. 裂纹扩展曲线a-N 图

2. 结构强度降曲线σS -N 图

3. 未修使用期示意图