军用飞机结构耐久性设计的细节疲劳额定值方法.pdf

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1、第31卷2010焦第12期12月航空学报ACTAAERONAUTlCAETASTR()NAUTICASINlCAV01．31No．12Dee．2010文章编号：1000-6893(2010)12—2357-08军用飞机结构耐久性设计的细节疲劳额定值方法董彦民，刘文埏，杨超(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)MilitaryAircraftDurabilityDesignMethodBasedonDetailFatigueRatingDongYanmin，LiuWenting，YangChao(schoolofAeronauticScienc

2、eandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191．China)摘要：为满足军用飞机研制初步设计阶段对结构耐久性(疲劳)快速设计与评估的迫切需求，在全面分析军用飞机与民用飞机主要区别的前提下，针对军用飞机结构与使用载荷特点，以民用飞机细节疲劳额定值(DFR)方法的基本思想和技术途径为基础，从寿命服从对数正态分布的假设出发，对随机载荷谱的当量等幅化方法、结构DFR许用值的确定技术以及标准S—N曲线的建立等关键问题进行深入研究，建立了适用于军用飞机的DFR方法及相应

3、的工程实施技术。初步应用表明方法可行且偏保守，能明显缩短研制周期、降低研制成本，具有重要的工程意义和应用价值，可用于军用飞机研制的初步耐久性设计。关键词：军用飞机；结构；疲劳；耐久性；细节疲劳额定值；统计分布中图分类号：V215．5文献标识码：AAbstract：Tomeettherapiddesignandassessmentrequirementsofstructuraldurability(fatigue)analysisformilitaryaircraftdevelopmentinthepreliminarydesignstage，character

4、isticdifferencesbetweenmilitaryair—craftandcivilaircraftaresummarized，anddetailfatiguerating(DFR)approachsuitableformilitaryaircraftstructureandserviceloadispresented．BasedonprincipleandtechnologyofcivilaircraftDFRapproach，as—sumingthatfatiguelifefollowslogarithmnormaldistribution，s

5、omepivotalproblemswithmilitaryaircraftcharacteristicsarestudied，suchasdeterminingconstantloadamplitudeequivalenttorandomloadspectrum，structuralDFRallowablevalue，specificS—Ncurve，engineeringimplementprocessofDFRapproach，etc．Preliminaryapplicationshowsthatitisfeasibleandconservative，c

6、ansignificantlyshortendevelopmenttimeandreducecostduringtheinitialdurabilitydesignofmilitaryaircraft．Ithasimportantengineeringsignificanceandapplicationvalue．Keywords：militaryaircraft；structure；fatigue；durability；detailfatiguerating；statisticaldistribution军用飞机研制均有明确的使用寿命指标，通过采用耐久性／损

7、伤容限设计准则，保证在使用寿命期间结构具有指定的安全性与可靠性。而耐久性设计则要求在使用寿命期间不产生开裂、腐蚀等降低机体使用与维护能力的损伤，因而是飞机结构设计中不可缺少的重要组成部分[1≈]。当前在新机的初步设计阶段，针对结构耐久性，主要采用经验性设计，尽可能贯彻细节设计要求。而在详细设计阶段对所设计的结构筛选有限的关键构件进行耐久性(疲劳)分析验证，作必要的设计更改，最后通过主要构件、部件及全尺寸结构耐久性试验验证其是否达到使用寿命要求。由于不能在初步设计阶段对所有结构进行耐久性分析评估，收稿日期：2010—03—26；修订日期：2010—07—28通讯

8、作者：刘文聪E—mail：Lwtifa