飞机等幅疲劳试验载荷谱编制技术研究
18---规范谱编制技术的研究及应用---秦远珍,梁 勇
规范谱编制技术的研究及应用秦远珍，梁 勇（贵航飞机设计研究所， 贵州 安顺 561000）摘 要：文章讨论设计研制阶段的飞机编制载荷谱的方法，研究了编谱中利用其它机型空测数据的条件和数据使用限制。
介绍如何使用国军标（GJB67.6-85）提供的数据和设计要求、目标等综合资料获得新机规范载荷谱。
关键词：国军标 疲劳载荷谱 规范谱1 编制规范载荷谱的目的及方法随着飞机设计技术的提高，新设计机种在设计中就必须同步进行寿命控制，以保证产品能达到目标寿命。
规范载荷谱就是在新机设计阶段，根据设计目标、用途、性能给出产品在整个使用寿命期内可能经历的载荷-时间历程的预期情况的统计代表，并且能反映设计产品的实际使用情况，对于新飞机则必须包含所有可能的飞行包线和飞行任务剖面。
设计阶段的飞机获取编制载荷谱基础数据（主要是时间-载荷历程和飞行姿态）的常用方法有模拟飞行和借用同系列飞机模仿飞行空测加统计分析法。
飞行模拟法主要由驾驶员操纵飞行模拟器，模拟各类典型飞行任务，同时测量需要的各类飞行参数。
这种方法需要先进的飞行模拟器，耗费的物力大，时间周期也很长。
系列飞机模仿飞行空测加统计分析法是用相近机型的飞机，按设计机型的飞行技术条件做适量的飞行实测，结合空测数据和新设计飞机的性能变化、用途变化和寿命要求作修正处理，按统计分析方法获得编谱数据。
编制新机种的载荷谱需要利用上述某种方法获得飞行参数，从而确定机种载荷谱的典型任务科目、科目任务段、科目比例以及典型载荷状态，才具有形成总谱的技术条件。
2 选择编谱方法一个机种疲劳载荷谱的基本技术要求是要能反映飞机的实际使用情况，对处于设计研制阶段的新飞机，编制载荷谱用飞行模拟法是较理想的，但这个方法的试验周期长、试验费用高，国内机种很少采用；就是系列飞机模仿飞行的方法对于处于激烈市场竞争中的新机研制都没有时间周期，这表明新机设计载荷谱不能用以上方法获得参考的使用情况和飞行资料。
鉴于这种情况，对编制设计载荷谱的技术条件进行分析，确定编制载荷谱的实质是用小子样推断母体的随机过程，对研制机种就是用模拟子样推断机群预期时间-载荷历程的统计分析过程，因此可以用相关方法，寻找符合条件的子样。
飞行器材料疲劳行为实验研究
飞行器材料疲劳行为实验研究在航空航天领域，飞行器的安全性和可靠性至关重要。
而飞行器材料的疲劳行为直接影响着飞行器的使用寿命和飞行安全。
为了深入了解飞行器材料在复杂工况下的疲劳性能，进行系统的实验研究是必不可少的。
飞行器在飞行过程中会承受多种载荷的作用，如气动压力、振动、温度变化等。
这些载荷的反复作用会导致材料内部产生微小的裂纹，并逐渐扩展，最终可能导致结构失效。
因此，研究飞行器材料的疲劳行为对于保障飞行器的安全运行具有重要意义。
在实验研究中，首先需要选择合适的材料进行测试。
常用的飞行器材料包括铝合金、钛合金、复合材料等。
这些材料具有不同的力学性能和疲劳特性，需要根据具体的应用场景进行选择。
实验设备是进行疲劳实验的关键。
常见的疲劳实验设备包括电液伺服疲劳试验机、电磁共振疲劳试验机等。
这些设备能够精确地施加各种载荷，并实时监测材料的响应。
在实验设计方面，需要考虑多种因素。
例如，载荷类型（拉伸、压缩、弯曲等）、载荷幅值、加载频率、环境条件（温度、湿度等）等。
通过合理设计实验参数，可以模拟飞行器在实际飞行中的工况，从而获得更准确的实验结果。
以铝合金为例，进行拉伸疲劳实验。
首先，将制备好的铝合金试样安装在疲劳试验机上，并设置好加载参数。
在实验过程中，通过传感器监测试样的应变和位移变化。
随着加载循环次数的增加，可以观察到试样表面逐渐出现微小的裂纹。
继续加载，裂纹会不断扩展，直至试样断裂。
在实验过程中，还需要对试样进行微观组织观察。
通过光学显微镜、电子显微镜等设备，可以观察到材料内部的微观结构变化，如位错运动、晶界滑移等。
这些微观结构的变化与材料的疲劳行为密切相关。
对于钛合金材料，由于其具有高强度和良好的耐腐蚀性，在飞行器中的应用越来越广泛。
在进行钛合金的疲劳实验时，需要特别关注其在高温环境下的性能。
高温会导致材料的强度降低，从而影响其疲劳寿命。
复合材料在飞行器中的应用也日益增多。
与传统金属材料相比，复合材料具有更高的比强度和比刚度，但也存在着一些独特的疲劳问题。
飞行器设计中的材料疲劳研究
飞行器设计中的材料疲劳研究在航空航天领域，飞行器的设计是一项极其复杂且关键的工作。
其中，材料疲劳问题是一个至关重要却又常常被忽视的方面。
材料疲劳，简单来说，就是材料在反复承受载荷的作用下，逐渐产生损伤，最终导致失效的现象。
对于飞行器而言，这一问题的重要性不言而喻，因为任何微小的材料疲劳都可能引发灾难性的后果。
飞行器在飞行过程中，会经历各种各样的载荷和环境条件。
从起飞时的巨大推力，到飞行中的气流冲击，再到降落时的冲击和振动，这些都对飞行器的结构材料提出了极高的要求。
而材料疲劳，就是在这些反复的载荷作用下逐渐累积的。
让我们先来了解一下材料疲劳的基本原理。
材料内部存在着各种微观缺陷，如微小的裂纹、孔隙等。
当材料受到载荷作用时，这些缺陷附近会产生应力集中。
随着载荷的反复作用，裂纹会逐渐扩展。
一开始，这种扩展可能非常缓慢，难以察觉，但随着时间的推移，当裂纹达到一定长度时，材料的强度就会急剧下降，最终导致断裂。
在飞行器设计中，选择合适的材料是应对材料疲劳的第一步。
高强度的金属合金，如钛合金、铝合金等，因其出色的力学性能，常常被用于制造飞行器的关键部件。
以钛合金为例，它具有高强度、低密度、耐高温等优点，能够在恶劣的飞行环境中保持良好的性能。
然而，即使是这些高性能的材料，也并非完全免疫于疲劳的影响。
材料的加工工艺同样对疲劳性能有着重要的影响。
例如，锻造工艺可以使材料的晶粒更加细化，从而提高材料的强度和疲劳性能。
而不当的加工工艺，如焊接过程中的缺陷、热处理不均匀等，都可能导致材料内部产生残余应力，增加疲劳裂纹产生的风险。
为了研究材料的疲劳性能，工程师们采用了各种各样的实验方法。
其中，最常见的是疲劳试验。
在实验室中，通过对材料样品施加反复的载荷，模拟飞行器在实际飞行中的受力情况，观察材料的疲劳寿命和裂纹扩展规律。
此外，还有无损检测技术，如超声检测、X 射线检测等，用于检测材料内部是否存在缺陷。
在设计阶段，工程师们会利用有限元分析等方法，对飞行器的结构进行模拟和分析，预测可能出现疲劳问题的部位。
直升机结构件疲劳特性试验载荷计算方法
直升机结构件疲劳特性试验载荷计算方法【摘要】本文主要介绍了直升机结构件疲劳特性试验载荷计算方法。
在分析了研究背景和研究目的。
在详细阐述了试验载荷计算方法概述、载荷模型、疲劳试验设计、载荷计算实例和试验结果分析。
结论部分指出了载荷计算方法的可行性，为直升机结构件疲劳特性研究提供了参考。
通过本文的研究，可以更好地理解直升机结构件在不同载荷下的疲劳特性，为提高直升机的安全性和可靠性提供技术支持。
【关键词】直升机、结构件、疲劳特性、试验、载荷计算方法、载荷模型、疲劳试验设计、试验结果分析、可行性、研究背景、研究目的、参考。
1. 引言1.1 研究背景直升机是一种非常重要的飞行器，其结构件的疲劳特性对直升机的安全飞行至关重要。
疲劳是材料在受到交变载荷作用下，在连续循环加载下发生的一种破坏形式。
直升机在飞行过程中会经历各种复杂的载荷状态，例如起飞、飞行和降落等过程中会受到风载荷、振动载荷等多种不同类型的载荷影响，这些载荷会对直升机结构件产生影响，导致疲劳破坏的发生。
对直升机结构件的疲劳特性进行研究和试验是非常必要的。
直升机结构件的疲劳特性试验是通过对直升机结构件进行加载试验，观测结构件在不同载荷状态下的疲劳破坏行为，从而分析结构件的疲劳性能。
为了准确地进行疲劳特性试验，需要对试验载荷进行合理的计算和设计。
通过对试验载荷进行准确计算，可以保证试验结果的可靠性和有效性，为直升机结构件的设计和改进提供科学依据。
研究直升机结构件疲劳特性试验载荷的计算方法具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的研究目的旨在探讨直升机结构件的疲劳特性及其试验载荷计算方法，以提高直升机的安全性和可靠性。
具体来说，本研究旨在：1. 确定直升机结构件在疲劳载荷作用下的疲劳寿命，为延长直升机使用寿命提供依据；2. 优化直升机结构设计，提高其疲劳性能，减少疲劳损伤；3. 探索适合直升机疲劳试验载荷计算的方法，为工程实践提供可靠的依据；4. 为直升机结构件的安全评估和维修提供科学依据，保障直升机飞行安全。
航空器的结构强度与疲劳分析方法研究
航空器的结构强度与疲劳分析方法研究在现代航空领域，航空器的结构强度和疲劳问题是至关重要的。
确保航空器在各种复杂的飞行条件下保持结构的完整性和安全性，是航空工程领域不断探索和研究的核心课题。
航空器的结构强度，简单来说，就是指其承受外力作用而不发生破坏或过度变形的能力。
这包括了静态的载荷，如自身的重量、乘客和货物的重量，也包括动态的载荷，如飞行中的气流冲击、机动动作产生的加速度等。
而疲劳则是指在反复的载荷作用下，结构内部逐渐产生微小的裂纹，并随着时间和载荷循环次数的增加，这些裂纹可能不断扩展，最终导致结构的失效。
为了准确评估航空器的结构强度，工程师们采用了多种分析方法。
首先是材料力学分析，这是基于材料的物理性质和力学原理，对结构中的应力、应变等进行计算。
例如，通过拉伸试验确定材料的屈服强度、抗拉强度等关键参数，然后将这些参数应用于结构的力学模型中。
在实际应用中，会考虑到不同部位的材料特性可能存在差异，因此需要对关键部位进行详细的材料测试和分析。
有限元分析（Finite Element Analysis，简称 FEA）是目前广泛应用的一种强大工具。
它将复杂的结构离散化为众多小的单元，通过建立数学模型来计算每个单元的应力和应变。
工程师可以在计算机上建立航空器的三维模型，然后施加各种载荷和边界条件，软件就能自动计算出整个结构的应力分布情况。
这使得我们能够发现潜在的应力集中区域，从而提前进行结构优化设计。
在结构强度分析中，还需要考虑结构的连接方式。
例如，铆钉连接、焊接连接等不同的连接方式会对结构的强度产生影响。
对于这些连接部位，需要进行专门的分析和测试，以确保其能够承受预期的载荷。
疲劳分析则是另一个重要的方面。
疲劳寿命预测通常基于材料的疲劳性能数据和实际的载荷谱。
载荷谱是记录航空器在整个使用寿命期间所经历的各种载荷的时间历程。
通过对载荷谱的分析，可以确定结构所承受的循环载荷次数和大小。
然后，结合材料的疲劳曲线，可以估算出结构的疲劳寿命。
飞机载荷谱编制的新方法研究
飞机载荷谱编制的新方法研究
张福泽
【期刊名称】《航空学报》
【年(卷),期】1998(19)5
【摘要】通过对国内外飞机平均载荷谱编制方法的研究，首先指出现有编谱方法存在的问题，最后给出一种以代表每种实测科目的中值寿命（或损伤）的起落进行编谱的新方法。
按这种新方法编谱，可以保持实际飞行科目各动作间的真实先后顺序和各动作的真实载荷状态（载荷大小和作用位置，下同），可以真实地反映出载荷作用顺序和真实载荷状态对寿命的影响，因此可以提高定寿的可靠性。
本方法还可以大大简化编谱中的计数和计算，从而可以减少编谱的工作量，提高工作效率。
【总页数】7页(P518-524)
【关键词】中值寿命;载荷谱编制;载荷出现顺序;飞机
【作者】张福泽
【作者单位】北京航空技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】V215.51
【相关文献】
1.民用飞机平尾水平安定面作动器疲劳载荷谱编制方法研究 [J], 雷平
2.飞机载荷/环境谱编制研究及应用 [J], 陈跃良;郁大照
3.基于中值寿命思想的飞机实测载荷谱编制方法研究 [J], 汤阿妮;蒋祖国
4.飞机结构静力试验载荷谱编制标准化研究 [J], 夏峰;郭琼;
5.飞机等幅疲劳试验载荷谱编制技术研究 [J], 隋福成;刘文珽
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全信息代表飞行起落疲劳载荷谱编制方法研究
全 信 息 代 表 飞行 起 落 疲劳 载 荷谱 编 制 方 法研 究
陆 华 ，陈 亮
（ 阳飞机设计研究所 ，辽宁 沈阳 沈
摘
１０３ ） １０ ５
要 ：针对某 重型歼击 机的实际使用特点 ，在只有少 量飞行载荷实测 数据 的基 础上 ，利用外 场飞机 实际使
用 情况 ，提出全信息代表 飞行起落法编制该型飞机疲 劳载荷谱 的方法 ，为先 进飞机 的载荷谱 的编制提 供一种 切实可行的科学理论 。 关键词 ： 载荷谱 ；全信息 ；代表飞行起落
理 论分 析和试 验 结 论 。 国外 对 编制 飞 机 的载 荷 谱
机 的机群 寿命 ，为 部 队 飞机 的使 用 管理 提 供 重 要
的依 据 。
都做了大量 的研 究工作 ，提 出了许 多编制方 法， 我国随着飞机设计工作 的不断发展和寿命评定工 作的需要，采用 了一些典型的编谱方法和一些具 有创 新 的新 方 法 ，并 应 用 到 多 种 型 号 飞 机 的定 、 延寿工作中，取得 了很大的成果 。 利 用全 信 息 代表 飞行 起 落 法编 制 的疲 劳 载荷 谱 ，立足于我 国的实际使用情况，改进 了传统 的 代表起落法仅依靠实测数据选取代表起落的做法 ， 用 该 谱进行 飞 机 的疲 劳 试 验 ，将 提供 该 型 系列 飞
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第２ ７卷 第 ６ 期
２０ ０ ７年
１ ２月
飞
机
设
计
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ６ １２ ． Ｄｅ ｃ ２ ０７ Ｏｒ
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文章编号 ：１７ － ５９ ２０ ）６ ０ ３ — ５ ６ ３ ４ ９ （０ ７ ０ － ０ ８ ０
中 图分 类号 ：Ｖ １． １ ２５ ５ 文 献标 识 码 ：Ａ
航空器结构强度与疲劳分析技术研究
航空器结构强度与疲劳分析技术研究航空器的结构强度与疲劳分析技术是航空工程领域中的重要研究内容，它对航空器的安全性和可靠性具有至关重要的作用。
本文将对航空器结构强度与疲劳分析技术进行深入研究，探讨相关的理论和方法。
一、结构强度分析技术航空器的结构强度分析是指对航空器的结构进行力学分析和计算，以确定其是否满足承载需求。
结构强度分析涉及的主要内容包括：受力分析、疲劳强度分析和静力强度分析。
1. 受力分析受力分析是航空器结构强度分析的基础，通过考察航空器受力情况，包括静载荷和动载荷，确定分析模型，将受力转化为数学模型以求解。
在航空器设计的初期，通过受力分析，设计师可以确定结构材料、连接方法和优化设计方案，确保航空器的结构安全。
2. 疲劳强度分析疲劳强度分析是航空器结构强度分析的重要组成部分，主要用于预测航空器在疲劳循环作用下的寿命。
通过疲劳强度分析，可以识别航空器结构中的薄弱部位和潜在的疲劳断裂问题，并制定相应的修理和维修方案。
疲劳强度分析通常应用疲劳寿命预测方法，例如应力振幅法、残余寿命法和载荷谱法等。
这些方法通过分析航空器在实际使用情况下的载荷振动情况，结合材料的疲劳性能参数，预测出航空器结构在不同使用阶段的疲劳寿命。
这可以为航空器维修计划提供重要参考。
3. 静力强度分析静力强度分析是指对航空器结构在静力加载下的抗力能力进行分析和计算。
在航空器的设计和制造中，静力强度分析是确保航空器能够承受外部载荷的重要手段。
通过将外部静力载荷施加到航空器结构上，进行应力计算和位移计算，评估结构的安全性和合理性。
二、疲劳分析技术航空器疲劳分析是指对航空器在实际使用过程中由于疲劳作用所引起的损伤和故障进行分析和评估的技术。
疲劳分析的目的是识别和评估航空器结构中的疲劳灵敏区域和疲劳寿命。
1. 疲劳载荷谱分析疲劳载荷谱分析是航空器疲劳分析的重要方法之一，通过对航空器在实际运行中的载荷历史进行分析，确定疲劳载荷谱。
疲劳载荷谱包括航空器结构在实际运行中所受到的不同频率和振幅的载荷，通过分析载荷谱，可以更准确地预测航空器的疲劳损伤。