飞机典型结构细节—紧固孔随机裂纹扩展分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com。一f“第l4卷第3期航空学报V01．14No_3飞机典型结构细节——紧固孔随机裂纹扩展分析昱堕堕郑曼伸舣(陕西省耀县2号信箱，耀县，727100)THEST0CHASTICCRACKGR0Ⅵ，THANALYSIS0FATYPICALSTRUCTURALDETAIL—FASTENERHoLEoFAIRCRAFTSTRUCTURELiZhong，WuXiao—feng，ZhengMin--zhong(Box2，YaoXian．ShaanX／，727100)摘要根据7475

2、T761铝合金犬骨型试样在随机谱载荷作用下的试验结果，采用两种随机裂纹扩展分析的方接．即通用的和解析的分析方接，研究了飞机典型结构细节——譬周孔中癌劳裂纹扩展的概率累积损伤，给出了概率裂纹扩展轨述裂纹扩展损伤累积分布及裂纹榴出教的概率。试验结果与预测结果的比较表明，两者十分吻合，能满足工程精度的要求．为飞机结构的耐久性和损伤容限评估提供了适用的分析手段。关键词裂纹超出数概率，概率裂纹扩展轨述，裂纹扩展损伤累积分布，概率累积捆伤AbstractBasedontheexperimentalresultsfromdogbo

3、nespecimensof7475T761aluminiumal-Ioyundertherandomspectrumloads,twodiferentstochasticcrackgrowthapproaches(i．e．，generalandaliaieal)al'cadopted．Theprobabilistiecumulativedamageofthefatt~ecrackgrowthinatypicalstructuraldetail-fastenerholeisstudied．Theprobabilisti

4、ecrackgrowthCurve，thecrackgrowthdamageeamulati~distributionandpeobabilityofcrackexceedanceal'cgiwnAnalyticalpredictionsforbothapproachesal'ccon'datedwellwithexperimentaltestre-sults．Itissarisrat0ryfortheengineeringaccuracy．Thesemethodolo~~sprovideausefulmeansfo

5、rtheassessmelltofdurabilityanddamagetolerancedesignforaircraftstructures．Keywordsprobabilityoferackexceedance,theprobabilisticerackgrowthcurves,thecrackgrowthdamagecumulativedistribution，theprobabflisticcumulativedamage为了能定量地评估飞机结构的疲劳可靠性、维修性和承载能力，并对结构在设计阶段的方案选择

6、进行权衡(即：材料、应力水平、使用寿命及费用等方面的权衡选择)，必须发展一种适用的描述结构件随机裂纹扩展的概率损伤累积模型。考虑载荷谱、初始损伤尺寸、结构几何尺寸、材料特性、环境等多种随机因素对裂纹扩展的综合影响，国内外已研究了大量的随机裂纹扩展模型J。本文采用了目前最为简便的对数正态随机变量模型，用通用的和解析的两种分析方法+根据飞机典型结构细节一一紧固孔试样的有效断13金相分析结果，给出了：疲劳1992年7月16日憧到1992年9月8日憧到恪改稿维普资讯http://www.cqvip.com鬲3期李忡等：飞机典

7、型结构细节——紧固孔随机裂纹扩展分析A121裂纹扩展轨迹；(啦给定使用时间处裂纹的超出数概率；(达到给定裂纹尺寸时寿命的累积分布。比较了理论预测结果与试验结果的相美性，并对预测结果的精度、敏感性及适用性进行了讨论。1理论方法对数正态随机变量模型的裂纹扩展损伤累积的统计分布可表示为da(t)／dt=Xg(AK，R，a⋯)式中：为随机变量，其中值为1．O，对数标准差为；g()是裂纹扩展变量，为△足Ra⋯的通用函数。1．1通用的随机裂纹扩展分析方法将整个裂纹扩展的尺寸范围分为个区间，即。，4]、。，a2”。，a]，在第一n

8、个裂纹扩展段，a]内，裂纹扩展速率可表示为，da(t)／dtfg(AK，R，a，⋯)，aH≤a(O≤a，(1)式中：为对数正态随机变量，其中值为1．0，对数标准差为，(『=1，2，⋯，n)，且ZlogXj，J=t，2，⋯，(2)Z=logX(3)对于对数正态随机变量模型而言，所有的正态随机变量z．，z2、⋯、Z是线性相美的【l1，即h，=，／，