本文關(guān)鍵詞：機(jī)身蒙皮壁板多位置損傷裂紋擴(kuò)展壽命研究

  更多相關(guān)文章： 廣布疲勞損傷 多位置損傷 裂紋擴(kuò)展 Monte-Carlo模擬 適航損傷容限評(píng)定

【摘要】：廣布疲勞損傷(Widespread Fatigue Damage,簡(jiǎn)稱WFD)是Aloha事故揭示出的一種新的結(jié)構(gòu)疲勞破壞形式,是飛機(jī)結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性重大的威脅。多位置損傷(Multiple Site Damage,簡(jiǎn)稱MSD)是引起結(jié)構(gòu)廣布疲勞損傷破壞的重要原因,MSD裂紋的形成、裂紋擴(kuò)展及剩余強(qiáng)度問(wèn)題的研究持續(xù)受到關(guān)注。民用飛機(jī)機(jī)身蒙皮縱向搭接部位是典型MSD敏感區(qū)域,縱向承載的多孔壁板MSD裂紋擴(kuò)展壽命研究是多位置損傷敏感結(jié)構(gòu)評(píng)定的基礎(chǔ)。本文針對(duì)蒙皮壁板搭接部位的MSD裂紋問(wèn)題做了以下研究:以組合法計(jì)算裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子為核心,通過(guò)歸納組合法計(jì)算多孔壁板孔邊裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算規(guī)律建立應(yīng)力強(qiáng)度因子數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)基于Paris裂紋擴(kuò)展模型、壁板失效準(zhǔn)則編程實(shí)現(xiàn)含MSD壁板的裂紋擴(kuò)展壽命的計(jì)算。通過(guò)模擬裂紋萌生的概率性方法與計(jì)算裂紋擴(kuò)展的確定性方法相結(jié)合,分析共線多孔壁板發(fā)生WFD的概率�；陔S機(jī)的多裂紋開裂模式,通過(guò)建立的計(jì)算模型計(jì)算共線多孔壁板多個(gè)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)裂紋隨機(jī)萌生,多裂紋擴(kuò)展的同時(shí)其余結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)損傷積累,含多裂紋結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度,得到一次隨機(jī)的壁板因MSD失效的全過(guò)程。采用Monte-Carlo模擬法確定給定載荷條件下的多孔壁板失效概率以及WFD平均行為,并分析了多孔壁板的裂紋萌生壽命以及擴(kuò)展壽命的相關(guān)性,得出二者中度負(fù)相關(guān)的結(jié)論。文章闡述了WFD評(píng)定的適航要求,并且討論了基于WFD平均行為計(jì)算結(jié)果的檢查開始點(diǎn)(Inspection Start Point,簡(jiǎn)稱ISP)及結(jié)構(gòu)改裝點(diǎn)(Structure Modification Point,簡(jiǎn)稱SMP)的確定方法,最后提出了一種基于給定置信度水平的檢查間隔確定方法,并對(duì)可變間隔的確定方法進(jìn)行說(shuō)明。本文的研究旨在提供一種可靠的飛機(jī)搭接蒙皮的WFD失效壽命的工程計(jì)算方法及多位置損傷的檢查方案確定方法,為民用飛機(jī)表明適航標(biāo)準(zhǔn)中的WFD要求的符合性提供一種分析驗(yàn)證方法。
【關(guān)鍵詞】：廣布疲勞損傷 多位置損傷 裂紋擴(kuò)展 Monte-Carlo模擬 適航損傷容限評(píng)定
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V267
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 廣布疲勞損傷及其危害性11-14
• 1.1.1 廣布疲勞損傷11
• 1.1.2 廣布疲勞損傷成因11-13
• 1.1.3 廣布疲勞損傷危害性13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文所做的工作17-18
• 第二章 廣布疲勞損傷裂紋的疲勞與斷裂行為預(yù)測(cè)18-32
• 2.1 Miner線性累積損傷理論18
• 2.2 應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算18-23
• 2.2.1 J積分法計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子19-20
• 2.2.2 組合法計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子20-23
• 2.3 多位置損傷的裂紋擴(kuò)展分析23-26
• 2.3.1 疲勞裂紋擴(kuò)展模型23-24
• 2.3.2 MSD裂紋擴(kuò)展壽命計(jì)算24-26
• 2.4 裂紋連通與結(jié)構(gòu)失效破壞26-31
• 2.4.1 裂紋連通準(zhǔn)則26-30
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)失效準(zhǔn)則30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 機(jī)身蒙皮壁板多位置損傷裂紋擴(kuò)展分析32-43
• 3.1 多裂紋擴(kuò)展分析方法流程32-33
• 3.2 計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子K的β因子數(shù)據(jù)庫(kù)33-36
• 3.2.1 邊界條件分解33-36
• 3.2.2 分解邊界條件對(duì)應(yīng)的β因子36
• 3.2.3 β因子數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理36
• 3.3 裂紋擴(kuò)展計(jì)算編程36-37
• 3.4 裂紋擴(kuò)展計(jì)算驗(yàn)證37-41
• 3.4.1 基于FRANC2D的裂紋擴(kuò)展計(jì)算37-40
• 3.4.2 基于FRANC2D的復(fù)合法40-41
• 3.5 裂紋連通及結(jié)構(gòu)失效41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 機(jī)身蒙皮壁板多位置損傷失效概率分析43-59
• 4.1 結(jié)構(gòu)失效概率分析43-47
• 4.1.1 等壽命疲勞極限方法43-44
• 4.1.2 隨機(jī)變量法44-46
• 4.1.3 Monte-Carlo分析方法46-47
• 4.2 蒙皮壁板多位置損傷Monte-Carlo抽樣47-52
• 4.2.1 蒙皮壁板的疲勞失效隨機(jī)性47-48
• 4.2.2 Monte-Carlo輸入變量48
• 4.2.3 隨機(jī)萌生初始裂紋48-49
• 4.2.4 疲勞關(guān)鍵細(xì)節(jié)的損傷累積49-50
• 4.2.5 孔邊裂紋對(duì)相鄰未萌生裂紋部位的影響50-52
• 4.3 Monte-Carlo模擬計(jì)算52-54
• 4.3.1 計(jì)算流程52-53
• 4.3.2 單次Monte-Carlo模擬計(jì)算分析53-54
• 4.4 Monte-Carlo模擬計(jì)算結(jié)果54-57
• 4.4.1 WFD出現(xiàn)時(shí)間54-55
• 4.4.2 初始裂紋萌生壽命與裂紋擴(kuò)展壽命的相關(guān)性分析55-56
• 4.4.3 模擬結(jié)果的收斂性分析56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 結(jié)構(gòu)廣布疲勞損傷適航驗(yàn)證方法59-67
• 5.1 廣布疲勞損傷評(píng)定適航驗(yàn)證方法59-62
• 5.1.1 WFD平均行為59-61
• 5.1.2 檢查開始點(diǎn)和結(jié)構(gòu)改裝點(diǎn)61-62
• 5.2 結(jié)構(gòu)廣布疲勞損傷檢查間隔62-66
• 5.2.1 常規(guī)檢查間隔確定方法62
• 5.2.2 概率法確定檢查間隔62-66
• 5.3 小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)及結(jié)論67-68
• 6.2 不足與展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 作者簡(jiǎn)介74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1113192