机翼蒙皮结构多部位损伤研究

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2、２０１５年３月授予学位单位：哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处提交的硕ｉ学位论文《机翼蒙皮结构多部位损伤研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表。或撰写过的研究成果对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明。。本声明法律结果将完全由本人承担支作者签名；ｉ命日期：对年依月７日哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《机翼蒙皮结构多部位损伤研究

3、》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位所期有间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学工，本论文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理和大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可Ｗ采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可＾式公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密口。（请在上相应方框内打Ｖ）■＇作者签名；ｉ日期：Ｗ年巧月足）日

4、為导师签名日期；＞化年仍月果曰７ClassifiedIndex：V214.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonMultipleSitesDamageoftheWinSkinStructureCandidate：WangTaoSupervisor：ZhangJiazhenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MachineDesignandTheoryDateofOralExami

5、nation：March,2015HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学工学硕士学位论文机翼蒙皮结构多部位损伤研究摘要广布疲劳损伤是指多个元件或者多个相似细节中存在大量的细小裂纹，这些细小裂纹在疲劳载荷的作用下发生连通，而引起结构的剩余强度不能继续承受载荷作用导致结构失效。广布疲劳损伤广泛存在于飞机蒙皮结构中，广布疲劳损伤的存在降低了飞机蒙皮结构的承载能力，严重影响飞机的安全和寿命，尤其是老龄飞机。广布疲劳损伤分为多元件损伤和多部位损伤两种形式，本文主

6、要研究广布疲劳损伤中的多部位损伤问题，基于机翼蒙皮结构和机翼蒙皮常用的2024铝合金材料，根据多部位损伤发生和发展过程研究多部位损伤发生的概率、多部位损伤内力再分配问题和多部位损伤的剩余强度。本文的研究对深入了解多部位损伤的形成及发展过程具有重要的参考价值，也为飞机结构的安全设计和寿命评估提供有力的参考依据，对我国的航空以及国防建设事业也具有重大的现实意义。在研究多部位损伤发生概率方面，首先给出多部位损伤发生的判定依据，然后在假设各个细节具有相同疲劳特征和产生裂纹随机独立性的条件下，根据概率断裂力学当量初始裂纹分布的理论和数

7、理统计中的三参数威布尔分布建立了预测多细节结构发生多部位损伤概率的数学模型，具体建立了载荷循环次数和发生概率之间的函数关系。最后，通过2024铝合金薄板单细节和三细节的疲劳试验对模型的合理性进行验证。经验证，模型可以很好地预测多细节结构在一定载荷循环次数下发生多部位损伤的概率，但预测结果偏于保守。在研究多部位损伤内力再分配方面，首先对复杂的多部位损伤问题进行简化处理，根据某民机机翼蒙皮结构得到多部位损伤结构的两个基本简化模式，再运用Abaqus和Franc3d建立裂纹有限元模型研究两个基本多部位损伤结构的应力强度因子中结构综

8、合修正因子，在得到结构综合修正因子中的组合修正因子和局部载荷再分配因子与主裂纹长度存在函数关系的结论后，通过这种函数关系研究了组合修正因子和局部载荷再分配因子与主裂纹长度的变化规律，间接研究了多部位损伤内力再分配的变化规律。得出一定载荷情况下，多部位损伤结构的内部载荷是不断进行分配的，分配