铝合金板广布损伤裂纹扩展顺序的数值分析.pdf

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1、第４４卷第２期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．２２０１４年３月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｒ．２０１４铝合金板广布损伤裂纹扩展顺序的数值分析１１２１王芳丽，朱书华，李宴宾，童明波（１．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，江苏南京２１００１６；２．中国飞机强度研究所，陕西西安７１００６５）摘要：在三排４５孔铝合金板广布疲劳损伤试验基础上，对模型进行了有限元计算，系统研究了广布损伤裂纹尖端相互影响因子分布和裂纹扩展顺序规律。结果表明：裂纹尖端相互影响因子βi，当受两个裂纹参数ai和aj影响

2、时，其随着aj的增加而增加，随着ai的增加而减小；当受三个参数ai、aj和ak影响时，其随着aj和ak的增加而增加，随着ai的增加而减小。循环数N相等时，模式Ｉ扩展最快，模式ＩＩ最慢，模式ＩＩＩ的扩展间于模式Ｉ模式ＩＩ之间，但比较接近模式ＩＩ，这是由于模式ＩＩＩ下孔裂纹比较接近于模型中间位置，受模型边界的影响较小。以上结论表明，在实际工程应用中，多裂纹出现在模型中间要比靠近边界安全。关键词：有限元分析；广布损伤；相互影响因子；裂纹扩展顺序中图分类号：Ｏ２４２．２１　　　文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０２桘００６６

3、桘０４NumericalAnalysisonCrackPropagationOrderofWidespreadDamageinAluminumAlloyPanel１１２１ＷＡＮＧＦａｎｇ桘ｌｉ，ＺＨＵＳｈｕ桘ｈｕａ，ＬＩＹａｎ桘ｂｉｎ，ＴＯＮＧＭｉｎｇ桘ｂｏ（１．KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense－AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，N

4、anjing２１００１６，China；２．AircraftStrengthResearchInstituteofChina，AVIC，Xi′an７１００７２，China）Abstract：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｒｅｅｒｏｗｓｏｆ４５－ｈｏｌｅｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｐａｎｅｌ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｎｅａｒｔｈｅｃｒａｃｋｆｒｏ

5、ｎｔｏｆｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｒｄｅｒｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｒａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒβiｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇajａｎｄｄｅｃｒｅａｓｉｎｇaiｆｏｒ２ｖａｒｉａｂｌｅｆａｃｔｏｒｓ，ｗｈｉｌｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇaj，akａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇaiｆｏｒ３ｖａｒｉａｂｌｅｆａｃｔｏｒｓ．Ｉｔｉｓａｌ-ｓｏｉｎｄｉ

6、ｃａｔｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｃｙｃｌｅｓNｉｓｅｑｕａｌ，ｔｈｅｃｒａｃｋｏｆｍｏｄｅＩｇｒｏｗｓｆａｓｔｗｈｉｌｅｔｈｅｃｒａｃｋｏｆｍｏｄｅＩＩｇｒｏｗｓｓｌｏｗ．ＴｈｅｃｒａｃｋｏｆｍｏｄｅＩＩＩｇｒｏｗｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅ，ａｎｄｉｓｍｏｒｅｃｌｏｓｅｔｏｍｏｄｅＩＩｄｕｅｔｏｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｎｅａｒｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｖｅｌｙ，ｉｎａｃｔｕａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓｓａｆｅｒｗｈｅｎｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｃｒａｃｋ

7、ｓａｐｐｅａｒｎｅａｒｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｔｈａｎｎｅａｒｔｈｅｂｏｒｄｅｒｏｆｔｈｅｂｏｒｄｅｒ．Keywords：ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ；ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅ；ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ；ｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｒｄｅｒ引言方面，考虑了多个裂纹之间的相互影响，选用改进的广布疲劳损伤（ＷｉｄｅｓｐｒｅａｄＦａｔｉｇｕｅＤａｍａｇｅ，ＷＦＤ）Ｗｉｌｌｅｎｂｏｒｇ－Ｃｈａｎｇ裂纹扩展模型，采用雨流计数和循［６－８］在老龄飞机应力集中的关键部位以小裂纹的形式累

8、环接循环进行裂纹累积计算，主要有工程试凑法［９－１０］积，严重危害飞机的结构完整性，成为近几年保证飞机和变量优化法。但对于多裂纹分布在不同的位置结构完整性的研究热点之一。近几十年来，工程和科的扩展规律研究还