基于物理原型的结构疲劳寿命评估方法

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1、第46卷第3期2014年6月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics&Astronautics基于物理原型的结构疲劳寿命评估方法姚卫星1孙文2’3薛济坤3(1．南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京，210016；2．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京，2100163．中国商飞上海飞机设计研究院，上海，z01210)V01．46No．3Jun．2014摘要：结构所受的真实载荷历程是实现疲劳寿命监控的核心。本文面向结

2、构疲劳寿命在线监测提出了一种基于物理原型的疲劳载荷的反演和寿命评估方法。通过对潜在疲劳危险部位附近的应变场监测，依据结构疲劳危险部位的物理原型，反演结构所受外载荷；然后按照结构疲劳寿命分析方法获得结构的疲劳寿命。完成了一个耳片疲劳寿命在线监测试验，结果表明了本方法的可行性和有效性。关键词：疲劳寿命；物理原型；在线监测；反演；耳片中图分类号：V215．5；0302文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)03一0335一06PhysicalPrototypeCenteredAssessmentI．0r

3、FatigueLiI-eofStructureYrno研心izi咒91，S“nⅥk咒2”，X“P．，i忌“竹3(1．StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMechanicalStructures，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，2l0016，China；2．KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense_AdvancedDesignTechn

4、0109yofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；3．ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，CommercialAircra“ofChinaLtd．，Shanghai，201210，China)Abstract：Theactualloadspectrumappliedonstructuresisthekeyofthefatiguelifemon

5、itoring．Thispaperpresentsamethodofphysicalprototypecenteredassessmentforfatiguelifeofstructurebasedonon—linemonitoringdata．Firstlythe10adspectrumsoffatiguehotregionsarerecordedbysomesensors，thentheloadofthestructureisinverselycomputedbyphysicalprototype，fina

6、llythefatiguelifeofthestructureisestimatedaccordingtothemeasuredstressandstrainhistory．Aspecimenoflugistestedandthestrainsofeightpointsneartheholearerecorded，andthenthefatiguelifeisestimated．There—sultsshowthefeasib订ityandeffectivenessoftheproposedmethod．Key

7、words：fatiguelife；physicalprototype；monitoringon一1ine；inVersion；lug由于飞机结构存在多种不确定性，在设计阶段很难准确预测其实际使用寿命，已交付使用飞机的疲劳寿命则主要取决于使用载荷谱。为了保证飞行安全，有必要通过采集飞机实际服役过程中的载荷一时间历程，以此估算出结构剩余寿命，确保飞机结构在整个使用寿命期间的安全。基金项目：国家自然科学基金(51275241)资助项目；机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学)自主研究课题(0213G02

8、)资助项目。收稿日期：2013—12—24；修订日期：2014一03—28作者简介：姚卫星，男，1957年1月生，博士，教授，博士生导师，研究方向：飞行器设计、结构疲劳与可靠性。已在国内外学术期刊上发表学术论文200多篇，著作2部，教材2部，获部级科技进步奖5项。通信作者：姚卫星，E-mail：wxyao@nuaa．edu．cn。336南京航空航天大学学报第46卷目前结构损伤在线监测的