某型飞机翼梁根部连接区域模拟件疲劳性能试验与分析

发布时间：2020-04-19 23:18

【摘要】：飞机结构的设计思想来源于结构的使用实践。随着飞机结构的设计理念不断地进步,人们发现疲劳与腐蚀疲劳现象普遍存在于飞机结构中。1954年到1995年间,由于结构问题导致的飞机事故总共有67件,而其中43.2%的事故都与疲劳以及腐蚀疲劳有关,所以研究飞机重要结构的疲劳与腐蚀疲劳性能至关重要。某型飞机翼梁根部连接区域采用7475-T7351铝合金、TA15合金等多种材料,针对该结构在飞机服役过程中的所受到的载荷以及服役环境影响,本文设计试验方法用于模拟该结构的疲劳破坏以及腐蚀疲劳破坏过程,并专门设计并使用一套加速腐蚀设备,用于研究腐蚀环境对该结构疲劳性能的影响。结果表明,由于结构件密封性能较好,采用的防腐措施得当,腐蚀环境对该结构裂纹萌生寿命并没有太大影响,也无法改变裂纹萌生位置,试验件出现初始裂纹位置在下壁板螺栓沉头处,疲劳试验裂纹出现时间为88个载荷谱(约17600个飞行小时),与仿真结果拟合较好;但腐蚀环境对于裂纹扩展起到了加速作用,使试验件在形成穿透裂纹之后寿命降低了22.18%。
【图文】：

疲劳裂纹,飞机结构,飞机结构件,环境

某型飞机翼梁根部连接区模拟件疲劳性能试验与分析美国空军对飞机的结构寿命以及可靠性要求做出了重大调整，飞机结构在其使用寿命期内的维修成本，用耐久性设计取代了耐久性/损伤容限设计理论。其中耐久性指的是在规定时间内，括应力腐蚀和氢引起的开裂）、腐蚀、热退化、剥离、磨损和外容限特性则考虑了飞机结构在规定的未修使用周期内，抵抗由破坏的能力。如图 1.1 所示为 F111 结构件疲劳裂纹。

空中解体,腐蚀环境,交变载荷,腐蚀疲劳

图 1. 2 F15C 空中解体劳是结构在交变载荷和腐蚀环境耦合作用下所产生的一种极为常见结构的一种主要损伤形式，恶劣的环境不仅能够腐蚀结构的表面，还扩展，，从而使得飞机在服役过程中，由于所处环境和飞行强度的不同。机中铝合金的使用量占飞机结构的 60%到 90%，腐蚀往往会使铝合[2]，而高强度铝合金及其连接结构是飞机结构中较易腐蚀的结构，翼要承受弯矩和剪力的展向受力构件，其根部连接区在服役环境下的疲极为重要的，因此通过试验来研究该类结构在常规环境以及腐蚀环性具有非常重要的工程价值。文课题来源为《XX 飞机翼梁下缘条根部连接区模拟件疲劳试验》，组织的标准环境谱和 XX 飞机的设计载荷谱为基础，进行模拟件在常疲劳试验，用以确定某型飞机翼梁下缘条根部连接区在常规环境以及劳特性。外研究情况
【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】：2018
【分类号】：V215.5

【参考文献】