基于统计可靠性的广布疲劳损伤可检裂纹评估

发布时间：2017-10-25 00:27

  本文关键词：基于统计可靠性的广布疲劳损伤可检裂纹评估

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【摘要】：近年来,随着国内民航业的飞速发展,服役的老龄飞机数量不断增加,机队规模的老龄化趋势带来了疲劳裂纹、腐蚀、系统和设备老化等诸多问题。而这其中,由于疲劳和腐蚀产生的广布疲劳损伤(Widespread Damage,简称WFD)更是严重影响老龄飞机的结构完整性,国内外也发生了多起广布疲劳相关的老龄飞机的安全隐患和事故征候。如何更有效地做好广布疲劳敏感结构安全性评估工作,确保老龄飞机的持续适航和运营安全,是老龄飞机安全管理的重要课题,也是亟待解决的重要难题。本文在基于国内外WFD理论研究现状的基础上,结合国内老龄飞机损伤与维修数据及工程经验,对典型含多裂纹结构的裂纹检测概率进行定量评估。首先,提出了一种基于“n中取k系统”的多位置损伤(Multiple Site Damage,简称MSD)裂纹萌生可靠性模型,推导出MSD裂纹萌生概率公式,并经算例验证了模型的准确性;其次,在现有的裂纹检测概率模型的基础上提出了改进的威布尔分布模型,通过理论推导和试验分析证明了模型的适用性;然后,结合了MSD裂纹萌生可靠性模型和裂纹检测概率模型,提出了MSD可检裂纹概率模型,并通过蒙特卡洛法进行了数值分析,模拟出结构细节数对MSD裂纹检测的变化趋势;最后,基于面向对象的程序设计方法,结合论文的研究成果,开发出面向于工程应用的广布疲劳损伤可检裂纹分析软件。本文通过MSD可检裂纹分析可实现广布疲劳敏感结构的初步安全性评估,并为其在工程应用中打下了基础。
【关键词】：广布疲劳损伤 老龄飞机 裂纹检测概率 多位置损伤 威布尔分布 面向对象的程序设计
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V215.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 论文主要内容和结构安排14-16
• 第二章 统计可靠性分析及概率分布建模16-29
• 2.1 可靠性基本理论16-19
• 2.1.1 可靠性理论发展背景16
• 2.1.2 可靠性概念及主要指标16-17
• 2.1.3 结构可靠性概念及常用分布17-19
• 2.2 系统可靠性分析19-21
• 2.2.1 串联、并联系统可靠性评估19-20
• 2.2.2“n中取k系统”可靠性评估20-21
• 2.3 概率分布建模21-28
• 2.3.1 样本数据的收集与处理22
• 2.3.2 样本数据的初步分析22-24
• 2.3.3 概率分布模型的选择24-25
• 2.3.4 概率分布模型参数估计25-27
• 2.3.5 拟合优度检验27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 民机结构MSD裂纹萌生概率分析模型29-38
• 3.1 MSD的概念与特征29-31
• 3.2 单裂纹结构裂纹萌生可靠性分析模型31-34
• 3.2.1 初始裂纹尺寸分布32-33
• 3.2.2 单裂纹结构裂纹萌生尺寸分布模型33-34
• 3.3 含多裂纹结构MSD萌生可靠性分析模型34-37
• 3.3.1 含多裂纹结构MSD裂纹萌生概率分布35-36
• 3.3.2 实例分析36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 民机结构MSD可检裂纹概率分析模型38-51
• 4.1 裂纹检测方法的概念与分类38-39
• 4.2 裂纹检测概率曲线评估39-42
• 4.2.1 裂纹检测概率曲线测定方法39-40
• 4.2.2 裂纹检测概率模型对比分析40-42
• 4.3 基于改进的三参数威布尔模型的裂纹检测曲线分析42-46
• 4.3.1 初始参数的估计43-44
• 4.3.2 参数迭代求解44
• 4.3.3 模型优良性评估44-45
• 4.3.4 实例验证45-46
• 4.4 MSD可检裂纹概率分析46-50
• 4.4.1 MSD可检裂纹分布模型47-48
• 4.4.2 蒙特卡洛仿真分析48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 广布疲劳损伤可检裂纹分析系统的设计51-60
• 5.1 引言51
• 5.2 系统开发环境51-52
• 5.2.1 Visual Basic51-52
• 5.2.2 SQL Server数据库52
• 5.3 软件系统主要功能52-54
• 5.3.1 系统设计理念53
• 5.3.2 系统功能模块53-54
• 5.4 软件系统主要功能设计与实现54-59
• 5.4.1 用户管理55-56
• 5.4.2 广布疲劳结构信息管理56-57
• 5.4.3 广布疲劳损伤可检裂纹分析57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 本文的工作总结60
• 6.2 下一步工作展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 作者简介67

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本文编号：1091265