飞行剖面分析指南

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1、飞行剖面分析指南摘要本备忘录详细叙述了将飞行剖面转换成零-最大循环的方法，根据这种方法,就能将试验器上的旋转循环转换成使用参考循环表示的最差疲劳试件的安全循环疲劳寿命。1.问题的描述要讨论的问题是如何以简单的组合来求得一次特定飞行下，在发动机的额任一部件中引起的疲劳损伤程度，以便计算关键部位低频循环疲劳寿命。例如：一军用飞机，其任务是在一定高度上进行高速机动飞行和低空地面攻击。转速和压气机的出口压力随高度的变化如下阁所示：在飞行中，发动机部件的应力和温度随有关的性能参数而变化。例如盘的应力将随转速和温度梯度而变化，而机匣应力随压力和推力而变化。为了进行分析，需要

2、知道在整个典型的飞行过程中所研究的特定截面上的应力和温度的变化。通过应力分析，如有可能再应用试验器试验来证实，通常可以给出那些是危险截面。最理想实在多次飞行中，采用应变片和温度记录仪的方法来求得在典型飞行中飞行剖面分析指南摘要本备忘录详细叙述了将飞行剖面转换成零-最大循环的方法，根据这种方法,就能将试验器上的旋转循环转换成使用参考循环表示的最差疲劳试件的安全循环疲劳寿命。1.问题的描述要讨论的问题是如何以简单的组合来求得一次特定飞行下，在发动机的额任一部件中引起的疲劳损伤程度，以便计算关键部位低频循环疲劳寿命。例如：一军用飞机，其任务是在一定高度上进行高速机动飞

3、行和低空地面攻击。转速和压气机的出口压力随高度的变化如下阁所示：在飞行中，发动机部件的应力和温度随有关的性能参数而变化。例如盘的应力将随转速和温度梯度而变化，而机匣应力随压力和推力而变化。为了进行分析，需要知道在整个典型的飞行过程中所研究的特定截面上的应力和温度的变化。通过应力分析，如有可能再应用试验器试验来证实，通常可以给出那些是危险截面。最理想实在多次飞行中，采用应变片和温度记录仪的方法来求得在典型飞行中的应力剖面。应力着陆时间实际上在发动机飞行时很少使用应变片。但是如果知道有关性能参数的话，就能够计算出应力和材料的温度。在飞行屮最好再记录这些数据。假如没有

4、实测的应力和性能参数可利用，例如要分析•-台研制中的发动机吋，性能部门可以汁算山在给定高度，马赫数和推力吋要求的主轴转速，温度和压力。2.飞行换算比飞行换算比是用简单的参考应力循环数来确定，并要求该循环数产生和飞行相同的疲劳损伤程度。例如，一次典型的飞行可以和三次参考循环产生相同的损伤。注意：一个给定的飞行换算比的值并不是单一的，它取决于所选择的发动机部件。这一点很多简单，因为各个部件的应力水平与不同的发动机参数有关。通常选择最危险的疲劳部件（即以参考循环表示的疲劳寿命最短的部件），并且就引用该部件的换算比。2.指定的参考循环通常基本的参考循环按发动机选定的“疲

5、劳条件”来确定。这种零-最大-零的循环必须满足下列要求：(a)在发动机的寿命期间内有规则地出现。(b)有关的应力和温度的应力储备系数必须与预计的最差伉同一个:W:级。3.换算比计算的流程图根据发动机的参数计算被选定部件的温度和应力水平(见第6^〕拉伸极限强度To迫温度TO时的应力又在给出某一温度T0下的当跫的应力剖面时，庇力水平根据对庇的温度下材料的拉伸强度来确定。(见第7段〕1234--励求得材料在温度TO时的S-N曲线。（见第9段）已知部件所要求的寿命（按参考循环表示）将该值画在材料的S-N曲线，图上B点的位置，再将飞行中部件的应力水平全部乘以币值A/B.（

6、见第10®〉应力x

7、部件中的应力水平和材料的温度用于应力计算和材料温度的方法根据所用资料的详细程度而不同。热应力和温度数据可能最难得到。例如对于旋转轮盘：应力=kl（T轮缘-T闪孔）+K2（转速）八2材料温度=K3（T内孔）+K4（T轮缘）其中Kl，K2,K3和K4是常数。4.考虑极限拉伸强度随温度的变化假设在飞行的各点上（在材料温度T时〉的应力水平所引起的疲劳损伤取决于.•应力在温度T时极限拉伸强度因此只要将所有的应力水平乘以就nJ•以认为整个应力剖面是在温度TO时产生的。在温度T（）时极限拉仲强度在温度T时极限拉伸强度现在我们就可以得到用应力与时间表示的飞行剖面，在该飞行剖面中

8、，假定所选足的部件温度均