某型飞机机翼盒段模拟件的耐久性分析与试验

论文摘要

随着在飞机设计和制造过程中对飞机性能、寿命、完整性以及可靠度要求的提高,飞机的研制成本和生产成本以及使用维护费用也急剧增加。因此如何提高单机的出勤率,降低生产成本,特别是降低使用维护费用就显得更为突出。这就要求人们在确定飞机寿命时应从经济性的观点进行量化,于是产生耐久性设计的概念。按照耐久性设计的飞机结构其经济寿命应大于设计使用寿命。本文系统地阐述了耐久性设计的要求和分析原理以及具体分析方法,针对某型飞机的机翼盒段进行了耐久性分析。建立了机翼盒段的有限元模型,得到了机翼盒段的应力分布,并根据所设计的试验,给出了结构细节的应力水平,为试验载荷谱的确定提供了依据。针对机翼盒段受力严重的接头区域,根肋与壁板连接区域,外挂接头连接区,使用不同的制孔工艺制造了5组模拟试片进行试验。利用基于概率断裂力学的方法和原理建立的耐久性分析程序处理试验数据,分析了盒段的原始疲劳质量,并最终给出了不同制孔工艺下机翼盒段的经济寿命,为耐久性设计提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 飞机结构设计思想
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第二章 耐久性设计要求和分析准则
• 2.1 耐久性设计要求
• 2.1.1 目标
• 2.1.2 一般要求
• 2.1.3 分析要求
• 2.1.4 试验要求
• 2.2 耐久性分析准则
• 2.2.1 耐久性损伤模式
• 2.2.2 耐久性临界构件准则
• 2.2.3 经济寿命准则
• 2.3 耐久性分析方法简介
• 第三章 机翼盒段有限元建模
• 3.1 翼面结构受力特性
• 3.2 软件介绍
• 3.3 盒段有限元模型
• 3.3.1 盒段结构简介
• 3.3.2 单元属性和材料属性
• 3.3.3 载荷和边界条件
• 3.3.4 建立有限元模型
• 3.4 计算结果
• 第四章 机翼盒段耐久性试验
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验对象
• 4.3 试验介绍
• 4.3.1 机翼盒段模拟件试验
• 4.3.2 机翼盒段模拟试片试验
• 第五章 耐久性分析与结果
• 5.1 原始疲劳质量（IFQ）的概念和意义
• 5.2 IFQ 的表示形式
• 5.3 建立EIFS 分布的TTCI 反推法的威布尔模型
• 5.3.1 EIFS 控制曲线
• 5.3.2 TTCI 分布及参数估计
• 5.3.3 通用EIFS 分布
• 5.4 耐久性分析的概率断裂力学方法（PFMA）
• 5.4.1 耐久性分析的对象与范围
• 5.4.2 细节群的应力区划分
• 5.4.3 使用期裂纹扩展控制曲线（SCGMC）
• 5.4.4 裂纹超越数的概念和求法
• 5.4.5 损伤度评估与经济寿命预测
• 5.5 耐久性分析结果
• 5.5.1 分析软件
• 5.5.2 原始疲劳质量分析
• 5.5.3 分析结果
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文