飞机中央翼壁板连接结构损伤容限分析

发布时间：2020-03-30 07:24

【摘要】：近年来,随着材料科学和飞机设计理念的进步,出现了很多新的飞机构型和新的飞机结构。对于这些新的机型和新的结构进行疲劳寿命分析和损伤容限分析随之成为了一个很重要的课题。损伤容限设计是飞机结构安全性的主要保证,能够通过对于材料选择、结构布局、细节设计等方面的优化,来保障飞机结构在使用寿命内不会发生灾难性破坏。本文基于工程实际,结合国内某机型的损伤容限分析工作需求,对于该机型中央翼下壁板与下方小梁的连接区进行了损伤容限分析。具体内容主要包括:(1)利用有限元计算软件对于该部位进行了静力计算,得到了其在多种实际工况下的应力状态,同时利用了等效应力严重系数法来计算钉孔旁边的应力,从而确定了其断裂危险点;(2)利用有限单元法中的位移外推法计算了该部位的应力强度因子,为损伤容限分析提供理论基础;(3)通过编写程序实现了损伤容限用载荷谱的编制,利用循环续循环法计算了该部位的裂纹扩展寿命;(4)对于该部位进行了剩余强度分析;(5)结合计算结果给出了该机型的检修周期建议和结构设计建议。本文对于该结构的损伤容限分析结合了工程实际,为类似结构的损伤容限分析工作提供了方法和技术。
【图文】：

损伤容限理论是建立在断裂力学理论的基础之上的，其中一个最为关键的问题就是对于构当中裂纹扩展的研究。同时，本文所分析结构的主要连接形式为螺栓连接，对于这一类问本文使用了等效应力严重系数法来进行分析，并且使用循环续循环法来计算其裂纹扩展寿命本章将结合所选取部位的结构特点，介绍损伤容限分析的基本理论，并提出对该部位进行损容限分析的具体方法。2.2 裂纹扩展损伤容限分析研究的首要问题是含裂纹结构在载荷作用下的力学行为以及失效准则，也是要研究裂纹尖端处的位移、应力以及应变，从而确定推动裂纹扩展的因素。2.2.1 裂纹开裂形式线弹性断裂分析是基于弹性力学的理论基础，研究的是工程结构里面带有裂纹的线弹性体根据裂纹的受力特点和位移特点，可以将各种复杂的断裂形式分解为三种基本断裂类型的组合分别是Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，也被称为张开型、滑移型和撕开型，如图 2 1 所示。

飞机中央翼壁板连接结构损伤容限分析载荷为离面剪力，裂纹面在其本身的平面内作平行于前端的错动。的不同裂纹，都可以看作上述三种基本类型的组合。尖端应力场、位移场裂纹尖端的应力场和位移场，，本文在此选取一个含中心穿透裂纹的无限纹中点，在无穷远处均匀作用双向拉伸应力 ，裂纹长度为 2a，该裂纹 2 所示。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V215

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 聂景旭;涡轮盘的损伤容限分析[J];航空动力学报;1988年04期

2 沈真;复合材料飞机结构损伤容限特性[J];航空学报;1988年02期

3 陶梅贞,张元明,沈真,刘俊石;含软化带复合材料板的损伤容限特性研究[J];航空学报;1989年07期

4 胡斌;曹红伟;石鹏飞;何红芳;张芸;;损伤容限技术在整体壁板设计中的应用[J];山东工业技术;2013年15期

5 王建军;朱欢;;加强飞机战斗损伤容限的飞机设计一体化研究[J];机电产品开发与创新;2013年03期

6 蔡树军;李广宇;赵刚;;高损伤容限型铝合金冷轧与退火对薄板组织性能的影响[J];现代经济信息;2009年12期

7 潘茂庆,顾占波,王建军;增强战斗损伤容限的飞机设计一体化探讨[J];航空维修与工程;2003年06期

8 徐力君;王东方;刘旭;;民用飞机蒙皮加筋壁板损伤容限分析方法探讨[J];民用飞机设计与研究;2015年02期

9 王祝堂;;高损伤容限2×××系铝合金[J];轻合金加工技术;2012年05期

10 孙涛;傅玉灿;何磊;陈雪梅;张文光;陈伟;;损伤容限型钛合金的切削加工性[J];上海交通大学学报;2016年07期

相关会议论文 前10条

1 杜永恩;杨凯;;概率损伤容限及其可靠性的模拟随机抽样分析方法[A];中国航天第三专业信息网第三十八届技术交流会暨第二届空天动力联合会议论文集——结构、强度和可靠性技术[C];2017年

2 殷之平;黄其青;;飞机典型变厚度壁板损伤容限特性分析[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集（下册）[C];2004年

3 汤家力;朱广荣;李凯;刘衰财;;民用飞机复合材料部件级疲劳与损伤容限试验[A];第17届全国复合材料学术会议（复合材料力学分论坛）论文集[C];2012年

4 何书林;雷小军;王小翔;马英杰;王希哲;王鼎春;;TA15钛合金显微组织与损伤容限性能的关系[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（上册）[C];2010年

5 赵军华;郭万林;佘崇民;于培师;;大型飞机结构的三维损伤容限耐久性预测设计[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

6 李珊山;常亮;丁惠良;段世慧;;飞机结构初步优化设计中考虑损伤容限要求的方法研究[A];第十五届全国疲劳与断裂学术会议摘要及论文集[C];2010年

7 斯而健;;民用飞机结构的耐久性与损伤容限(摘要)[A];上海市老科学技术工作者协会一、二、三届学术年会论文选集[C];2006年

8 郑晓玲;;民机结构损伤容限适航验证技术研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

9 常飞;尹俊杰;石晓朋;;止裂筋条对整体翼梁结构损伤容限特性的影响[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年

10 刘志芳;尚晓冬;王刚;;典型胶接壁板的损伤容限分析方法研究[A];全面建成小康社会与中国航空发展——2013首届中国航空科学技术大会论文集[C];2013年

相关重要报纸文章 前3条

1 记者 矫阳;我完成大飞机级复材机翼盒段静力和损伤容限试验[N];科技日报;2018年

2 董登科 中航工业强度所副总师 中航工业技术基础研究院首席技术专家 政府特殊津贴专家 中航工业强度所副总师;耐久性/损伤容限技术的现状与发展需求探索[N];中国航空报;2013年

3 郎小兵;伟业之基 创新为魂[N];中国航空报;2011年

相关博士学位论文 前7条

1 杜永恩;概率损伤容限分析体系及其关键技术的研究[D];西北工业大学;2014年

2 王芳丽;民机金属结构疲劳/损伤容限载荷谱加重研究[D];南京航空航天大学;2015年

3 肖闪闪;飞机复合材料结构概率冲击损伤容限评估方法研究[D];南京航空航天大学;2013年

4 钟小丹;民机复合材料增压舱段结构设计研究[D];南京航空航天大学;2013年

5 周素霞;高速列车空心车轴损伤容限理论与方法研究[D];北京交通大学;2010年

6 郭萍;TC4-DT钛合金损伤行为研究[D];西北工业大学;2015年

7 范晓孟;Ti_3SiC_2改性C/SiC复合材料的性能研究[D];西北工业大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 仲毅强;飞机中央翼壁板连接结构损伤容限分析[D];南京航空航天大学;2019年

2 倪阳咏;概率损伤容限及其可靠性方法研究[D];西北工业大学;2005年

3 戚士兵;基于损伤容限法的汽车稳定杆疲劳特性研究[D];合肥工业大学;2012年

4 刘亚龙;新支线飞机机翼下壁板损伤容限方法研究[D];西北工业大学;2006年

5 姜冰;基于损伤容限理论的桥式起重机金属结构可靠性研究[D];太原科技大学;2012年

6 李辉;损伤容限型TC4-DT钛合金疲劳裂纹扩展速率研究[D];西北工业大学;2006年

7 王春斌;飞机典型结构腐蚀损伤容限评定方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

8 方旭;损伤容限的面向对象分析、设计、实现与应用[D];西北工业大学;2003年

9 王冲;飞机蒙皮裂纹扩展有限元分析[D];上海交通大学;2012年

10 周宇;高强高韧损伤容限钛合金热机械处理工艺研究[D];天津大学;2005年

本文编号：2607244