02-疲劳载荷谱处理

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1、1第2章疲劳载荷谱的处理2.1飞机疲劳载荷谱的组成飞机疲劳载荷谱的组成2.2飞机疲劳载荷谱的编制思路飞机疲劳载荷谱的编制思路2.3飞机疲劳载荷谱的种类飞机疲劳载荷谱的种类参考书目南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星©©©2第2章疲劳载荷谱2.1疲劳载荷谱的组成飞机受到的疲劳载荷主要由下面五个部分组成：¾突风载荷¾机动载荷¾着陆撞击载荷¾地面滑行载荷¾地—空—地循环南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©3第2章疲劳载荷谱2.1.1突风载荷突风(Gust)载荷或阵风

2、载荷是民用飞机疲劳损伤的主要来源，但对军用飞机造成的疲劳损伤不大。突风是由大气紊流造成的，目前已对大气紊流的分布作了统计，用垂直折算突风速度Ude描述。.离散突风模型.连续突风模型南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©4第2章疲劳载荷谱2.1.1突风载荷南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©5第2章疲劳载荷谱2.1.1离散突风载荷离散突风模型认为突风是一次一次独立地来到的。1º过载的产生平飞：Y=1V2SC=G合成：ny=1+∆nyρ2yV

3、USCαρy=1+突风：∆α≈UV2G12α∆Y=ρVSC∆α2y1α=ρVUSC2y南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©6第2章疲劳载荷谱2.1.1离散突风载荷2º突风缓和因子Ude⎛2πs⎞假定突风形状为：U=⎜1−cos⎟2⎝25c⎠飞机在突风作用下动态平衡方程[3,5]：dVy1α12αU(t)M+ρVSC(t)V=ρVSC(t)xyyxydt22Vx解此平衡方程得到突风缓和系数K：g0.88Ug2WK=U=为飞机质量比ggα5.3+UρcSCgy南京航空航天大学南京航空航天大学南

4、京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©7第2章疲劳载荷谱2.1.1离散突风载荷南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©8第2章疲劳载荷谱2.1.1连续突风载荷连续突风模型基于功率谱密度技术，考虑所有波长的突风对飞机的影响。1º大气紊流环境表达式⎛U⎞⎛U⎞⎜de⎟⎜de⎟N(U)=20pexp−+15pexp−de1⎜2.2K⎟2⎜5.3K⎟⎝1⎠⎝2⎠N(U)——超越U的平均次数/单位长度dedep，p——出现非暴风紊流和暴风紊流的比例12南京航空航天大学南京航空航天大学南

5、京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©9第2章疲劳载荷谱2.1.1连续突风载荷2º飞机结构的响应飞机对大气紊流的响应任务剖面相应的超越频率⎡⎛∆n⎞⎛∆n⎞⎤N(∆n)=N(0)∆n⎢p1exp⎜⎜−⎟⎟+15p2exp⎜⎜−⎟⎟⎥⎢⎣⎝A∆nb1⎠⎝A∆nb2⎠⎥⎦突风谱紊流均方根值的概率分布南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©10第2章疲劳载荷谱2.1.2机动载荷机动过载是歼击机类战斗机的主要疲劳载荷，是由飞行统计给出的。MIL-A-008866B给出的统计数据：ny

6、爬升巡航下降巡逻空－地特种武器空－空2.05000100002000015000175000700003000003.090250055002200100000250001500004.01400500500400007500500005.0111100002000130006.0150025025007.0200159008.01511809.016010.0150.5100004400003504000-1.07350-2.018-2.51南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©11第2章

7、疲劳载荷谱2.1.2机动载荷运输机的机动过载：南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©12第2章疲劳载荷谱2.1.2机动载荷运输机的机动过载：南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王英玉©©©13第2章疲劳载荷谱2.1.3着陆撞击载荷着陆撞击疲劳载荷取决于飞机的下沉速度V和y飞机与起落架的弹性特性。MIL-A-8866统计地飞机下沉速度为(表）：着陆下沉速度还与飞机类型有关。南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学姚卫星姚卫星姚卫星王英玉王英玉王

8、英玉©©©14第2章疲劳载荷谱2.1.3着陆撞击载荷下沉速度出现的频率(/1000次)下沉速度(ft/s)教练机所有其它类型飞机113018021902903220