飞机高置信度中值随机疲劳载荷谱的编制原理

$ ;Z $ QRS T . U V W X 7 Y R[ \ . 8 7 / ] 7 Y
) ;d ^ 7 _ / W / U / 8] ‘ a ] V W bc8 9 . X 7 W 9 _ 8 W e W 7 Yf7 W g 8 h _ W / i] ‘ R8 h ] 7 X U / W 9 _X 7 b ;d + + + , : ;T R_ / h ] 7 X U / W 9 _ 8 W e W 7 Y " . W 7 X 摘 要! 借助于当量寿命概率分布 ; 在满足高置信度 ) 条件下 ; 提出了中值随机疲劳载荷谱的编制原 # + j 以上 -
第’ "卷 ’ + + +年
第 ’期 :月
航
空
学
报
RT R R. / [SRf^ T R. - Ra / [SRf^ T Ra ^ S^ T R
0] V 3 ’ "S] 3 ’ cX h 3 ’ + + +
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
!^ $ B o p q r s t q 7g W 8 2] ‘ / . 89 ] u0 W V X / W ] 7] ‘ X W h 0 V X 7 8V ] X b _ 0 8 9 / h U u. X g W 7 Y9 V ] _ 8h 8 V X / W ] 72W / ./ . 87 X / W ] 7 X V 9 ] 7 b W $ ;W ;28‘ / W ] 7 _X 7 b/ . 89 ] u0 W V X / W ] 7u8 / . ] b_ U 6 ] h b W 7 X / 8/ ]4 7 ] 2V 8 b Y 80 h ] 0 8 h / i9 X / 8 Y ] h i 7/ . 8h 8 _ 8 X h 9 . W 7 bX 7 $ ;h $ ] / . 8 h2X i 8 V i] 7] U h ] 278 ‘ ‘ ] h / _ X 7 b. X g 8 _ 8 / U 0X/ 8 9 . 7 W 9 X V X 0 0 h ] X 9 ./ ]X W h 0 V X 7 8 V ] X b _ 0 8 9 / h U u9 ] u0 W V X / W ] 7 $ 3vW 2W / .T . W 7 X 9 . X h X 9 / 8 h W _ / W 9 _ / ./ . 8. 8 V 0] ‘ 8 w U W g X V 8 7 / V W ‘ 80 h ] 6 X 6 W V W / ib W _ / h W 6 U / W ] 7X 7 bU 7 b 8 h / . 89 ] 7 b W / W ] 7] ‘ ) + j;280 _ X / W _ ‘ i W 7 YX. W Y .9 ] 7 ‘ W b 8 7 9 8V 8 g 8 V X 6 ] g 8# U / ‘ ] h 2X h bX9 ] u0 W V X / W ] 7/ . 8 ] h i] ‘ u8 b W X 7_ / ] 9 . X _ / W 9 ‘ X $ $ $ / W Y U 8V ] X b _ 0 8 9 / h U u3c8 b W X 7_ / ] 9 . X _ / W 9 ‘ X / W Y U 8 V ] X b _ 0 8 9 / h U uX Y h 8 8 _ / ]/ . 8 _ 9 X / / 8 h ‘ X 9 / ] h u8 / . ] b] ‘ b 8 / 8 h uW 7 $ 3^ $ W 7 YX W h 0 V X 7 8_ 8 h g W 9 8V W ‘ 8 /9 X 7/ h U V ib W _ 0 V X i/ . 8V ] X b / W u8. W _ / ] h i] ‘ _ / h U 9 / U h X V 7 X / U h X V u] b X V W / iW 7/ . 8h 8 X V 3^ $ $ $ 3v. _ 8 h g W 9 8 / 4 8 8 0 _X] 7 8 / ] ] 7 89 ] h h 8 _ 0 ] 7 b 8 7 9 8h 8 V X / W ] 7] ‘ V ] X b / W u8X 7 b8 g 8 h i_ / X / 80 X h X u8 / 8 h 8 7‘ X / W Y U 8 ;u8 $ / 8 _ / W 7 YW _b ] 7 8 b W X 7V ] X b _ 0 8 9 / h U u9 X 7X U / . 8 7 / W 9 X V V ih 8 0 V X i/ . 82. ] V 8‘ X / W Y U 8b X uX Y 80 h ] 9 8 b U h 8] ‘ _ / h U 9 $ ;9 3 / U h X V 4 8 i0 X h / _b 8 0 8 7 b W 7 Y] 7/ . 8/ W u8] ‘ 9 h X 9 4Y 8 7 8 h X / W ] 7 h X 9 40 h ] 0 X Y X / W ] 7X 7 b‘ W 7 X V ‘ h X 9 / U h 8 !. &u8 &V $ xy z{ | r } p W Y .9 ] 7 ‘ W b 8 7 9 8V 8 g 8 V b W X 7 ] X b _ 0 8 9 / h U u&9 ] u0 W V X / W ] 7/ . 8 ] h i
" 中值载荷谱的建立依据
对 于 动 力 机 械 如 飞 机m 航 空 发 动 机m 汽 车m 火 车 和拖拉 机 等 ; 其使用寿命往往依据全尺寸结构 疲 劳 试 验 结 果k因 此; 进行全尺寸结构疲劳试验 时; 施加于结构上的载荷谱的真实性至关重要 k 半 个 世 纪 以 来; 世 界 各 国 对 结 构 部 件 承 受 的 载 荷l 时间历程均采用计数统计的结果进行载荷谱的编 制 k 实践表明 ; 采用计数统计的结果编制载荷谱 ; 不仅 存 在 载 荷 先 后 顺 序 和 迟 滞 效 应 的 影 响 ; 同时 对 多 轴 应 力l时 间 历 程 不 能 实 现 同 步 瞬 时 加 载; 与实际使用情况不符 k 飞 机 结 构 定 寿 乃 一 系 统 工 程; 为使载荷谱与
当 母 体 标 准 差 *已 知 时 . 由式+ 和式+ ’* . / , * % 可得
() * & % 0 % 1’ /
+ 2 -
式中 3 标准正态偏量 ) & 由 选 用 的 可 靠 度 &确 定 4 式+ 仅适用于理论计算 4 2 在实际工作中 . 根据 / 小子样 测 56个试件 + 定出的中值试验寿命 7 常常与理论值 #$ 差 8 . #$ % 9 % 别甚大 4 为了使试验值作为真值估计量时不致偏
文章编号 ! " + + + $ % , # : ) ’ + + + + ’ $ + " " , $ + %
飞机高置信度中值随机疲劳载荷谱的编制原理
阎楚良 ; 高镇同
北京航空航天大学 固体力学研究所 ; 北京 ) " + + + , : -
N < = >? @ A B C @ = DC EF = G H= I>F J @ B DK C = < EB K C @ <I B C @ L M FA = B J K ? F < C G M > O@ C E E@ L E< = D I @ J F D < FA F P F AI = GB @ G ? A B D F
理 k 中值随机疲劳载荷谱与确定飞机使用寿命的分散系数法相关一致 ; 能够真实地展现结构在实际工作中的 自然形态载荷l时间历程; 保持了载荷l时间和各个状态参数的一一对应关系k进行疲劳试验 时; 能够真实 地再现结构关键部位疲劳损伤依赖于时间的裂纹萌生 m 裂纹扩展和断裂的全过程 k 关键词 ! 高置信度 & 中值 & 载荷谱 & 编制原理 中图分类号 ! n % 3 ’ [: 文献标识码 ! R
收稿日期 ! " # # # $ " " $ " % &修订日期 ! " # # # $ " ’ $ ’ ( 基金项目 ! 国家自然科学基金资助项目 ) * # % ( * + ’ , 文章网址 ! ! 1 1 3 3 1 1 ’ + + + 1 + ’ 1 + " " , 1 . / / 0 2223 . 4 5 6 7 8 / 9 7 . 4 5 6
本文提出 确 定使用 寿 命 的 分 散 系 数 法 相 互 衔 接 ; 了中值随机疲劳载荷谱的编制原理和方法 k 借助 该法 ; 可以 真 实 地 展 现 飞 机 在 飞 行 过 程 中 自 然 形 态 的 载 荷l时 间 历 程; 保持在实际工作中的加载 先 后 次 序; 同 时 还 保 持 了 载 荷l时 间 与 各 个 状 态 参数如飞行高度 m 飞行速度 m 攻角 m 侧滑角 m 滚转角 速度等一一对应关系 k ~ 3 ~ 按中值试验寿命定义的分散系数 如 将 安 全 寿 命 !" 定 义 为 中 值 疲 劳 寿 命 !* + % " ; ’ & 与分散系数 # 比值 这时有 ; $ !" ’ !* + # $ ) " -
假定对数疲劳寿命 ( ’V Y ! 遵循正态分布 ! 对数安全疲劳寿命 ( ) ;* ; ’V ) Y !" 可写作 " ( * " ’ )+ , " ) ’ -
万方数据
第 6期