腐蚀条件下民机结构dfr方法及裂纹扩展研究2摘要

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1、腐蚀条件下民机结构DFR方法及裂纹扩展研究摘要民用飞机年飞行强度大，服役环境复杂，在腐蚀和循环载荷的协同和交替作用下，飞机结构的疲劳性能严重降低，直接影响到民机的安全性和经济性。在现冇防腐体系述不能可靠的保证结构免受腐蚀影响的情况下，必须研究腐蚀对结构疲劳性能的影响，以进行民机结构服役环境下的疲劳分析，确定结构的使用寿命；必须研究腐蚀条件下的疲劳裂纹扩展规律，以进行结构的损伤容限分析，确保结构的安全性。尽管近年来关于腐蚀、疲劳及腐蚀疲劳的现彖、机理进行了大量的研究，但真正能够用于工程实践的、针对民机的结构和使用特点的腐蚀条件

2、下疲劳分析方法和裂纹扩展描述形式，仍是民机结构设计工程师所渴求的。论文以试验为基础，在现有民机结构疲劳分析的DFR方法和裂纹扩展规律研究成果的基础上，结合民机结构的使用特点，建立了适合工程应用的腐蚀条件下民机结构疲劳分析的DFR方法和腐蚀条件下疲劳裂纹扩展速率的描述形式。论文主要创新点和研究内容包括以下几方面：1）通过引入腐蚀影响系数，修正一般环境下结构细节疲劳质量的特征参量一DFR,建立了腐蚀条件下民机结构疲劳分析的细节疲劳额定值（DFR）方法，并给出了确定DFR腐蚀影响系数的寿命当量折算方法和升降法测定方法。2）结合民机

3、结构使用环境的特点，建立了DFR腐蚀影响系数的对地面停放腐蚀和空中飞行腐蚀的分解方法，给出了地面停放DFR腐蚀影响系数与腐蚀时间的关系，以及综合环境的腐蚀疲劳影响系数与单一介质腐蚀疲劳影响系数的关系，使腐蚀条件下的DFR方法具有更广泛的通用性和实用性。3）论文对民机机身结构典型细节模拟试件进行了系统的试验研究，分别测定了结构细节在4种典型环境和4种典型预腐蚀年限后的DFR,分析了DFR的腐蚀影响系数与腐蚀环境、预腐蚀吋间的关系，并利用试验结果，对机身某结构进行了完整的综合服役环境下的疲劳分析。4）研究了腐蚀条件下的疲劳裂纹扩

4、展规律，通过修正现有裂纹扩展速率描述形式,建立了描述腐蚀条件下疲劳裂纹扩展速率的公式，并给出了参数的确定方法。在该公式的基础上给出了腐蚀条件下随机裂纹扩展描述形式和裂纹扩展寿命及其分布的计算方法。5）进行了几种典型环境下的裂纹扩展速率试验，验证了论文提出的腐蚀条件下裂纹扩展速率公式的合理性，研究了修正系数与腐蚀坏境等试验条件的关系。根据试验结果对现有几种描述形式进行了对比。在该修正公式的基础上，进行了腐蚀条件下裂纹扩展寿命的评估，并与试验结杲进行了对比，得到了很有工程参考价值的结杲。本文发展了现有的民机结构疲劳分析的DFR方

5、法和裂纹扩展描述方法，所建立的民机结构腐蚀条件下疲劳分析的DFR方法，将为新研民机结构的疲劳设计提供依据；腐蚀条件下裂纹扩展规律的研究结果是发展腐蚀条件下民机结构的概率损伤容限设计方法的基础。论文进行的大量、系统的试验，在方法和结果上为进一步的民机结构腐蚀条件下的疲劳关键部位细节模拟件的试验研究奠定了基础。关键词疲劳，腐蚀疲劳，裂纹扩展，试验方法，DFRASTUDYOFDFRMETHODANDCRACKGROWTHLAWUNDERCORROSIONENVIRONMENTSFORCIVILAIRCRAFTSTRUCTURESP

6、h.D.candidate:BaoRuiSupervisor:Prof.FeiBinjunABSTRACTDuetohighpre-yearflighthourandatrociousserviceenvironmentthefatigueperformanceofcivilaircraftsstructuresisgreatlyreducedbycombinedeffectsofcyclicloadingandcorrosion.Thereductionhasdirectlyaffectedsafetyandeconomi

7、ccapabilityofcivilaircrafts.ThecuiTentanticorrosionmeasurementsarenotreliableenoughtopreventthemfromerosiondamage.Thereforetheinfluenceofcorrosiononfatigueperformanceandcrackgrowthmustbetakenintoaccount.Durabilityanddamagetoleranceanalysisarethusnecessary.Inrecenty

8、earsalotsofadvanceshavebeenachievedonstudyofphenomenaandmechanismofcorrosion,fatigueandcorrosionfatigue.Butpracticalfatigueanalysismethodsandcrac