[发明专利]飞机结构日历安全寿命的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机结构日历安全寿命的确定方法，属于飞机结构定寿技术领域。

背景技术

飞机的寿命是指飞机在正常服役状态下从投入使用到退役停飞的使用期限，一般指飞机机体的结构寿命，有两个主要指标：一是考虑飞行交变载荷作用的疲劳寿命，以飞行小时数或起落次数表征；二是考虑环境腐蚀作用的日历寿命，以使用年限表征。在飞机结构定寿时，无论是疲劳寿命还是日历寿命，均包括对应的首翻期、大修间隔和总寿命，并包括了相应的修理大纲。在现有的寿命管理手段中，当飞机的当量飞行小时数、起落次数和使用年限三个指标中的任一指标达到飞机定寿时的规定值，都意味着飞机结构达到使用限制而到寿。

对于飞机结构的疲劳寿命，其定寿所确定的疲劳寿命，并不是指飞机结构破坏时的寿命，而是一个具有高可靠度的安全寿命限制，即疲劳安全寿命。进行飞机结构的疲劳定寿，首先通过对飞机结构的每个关键件的关键危险部位采用疲劳和损伤容限分析方法进行寿命估算或疲劳强度评估,以评定所设计的结构能否达到设计疲劳寿命指标的要求；而后再通过全尺寸结构疲劳试验加以验证和判定；最后对分析和试验结果进行综合评定,考虑飞机结构材料与制造水平的分散性，除以一定的疲劳分散系数，给出飞机结构的疲劳安全寿命。例如，若飞机结构疲劳寿命服从对数正态分布，通常要给出满足99.9％可靠度与90％置信水平的疲劳安全寿命，疲劳分散系数取4。因此，疲劳安全寿命是一个通过抽样的方法确定，针对机群的具有很高可靠性的寿命值。

对于飞机结构的日历寿命的研究，张福泽在《金属机件腐蚀损伤日历寿命的计算模型和确定方法》(航空学报,1999,20(1):75-79)、《飞机日历寿命确定的区域定寿法》(航空学报,2001,22(6):549-552)、《飞机日历翻修期与总日历寿命确定方法和预计公式》(航空学报,2005,26(4):458-460)等文章中提出了确定飞机结构日历寿命的区域定寿法，根据腐蚀环境的差异，编制不同腐蚀区域的腐蚀环境谱，分别进行该区域中各机型日历寿命的确定。张栋在《确定飞机机体日历寿命的方法》(航空学报,1999,20(6):558-561)中提出了用腐蚀谱做构件的腐蚀试验，测定腐蚀速度，再根据构件的腐蚀损伤容限来估算、确定飞机结构日历寿命的方案。

然而，现阶段的日历定寿直接由试验分析结果给出，其中不存在统计分析的过程，即不存在“日历安全寿命”的概念；实际上，飞机结构的日历寿命是一个概率值，其服从一定的概率分布规律，实际飞机结构发生腐蚀失效的时间是具有分散性的。由于腐蚀造成的飞机结构损伤同样会威胁飞行安全及飞机的使用经济性，因此，对于飞机结构日历寿命的确定，也应该贯彻可靠性设计思想。

为此，本发明提出了飞机结构日历安全寿命的概念，并建立了飞机结构日历安全寿命的确定方法，为飞机结构的定寿提供技术支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞机结构日历安全寿命的确定方法，为合理确定飞机结构的日历寿命，安全、经济地使用飞机结构提供理论和方法支持。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种飞机结构日历安全寿命的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定首翻期

将首翻前防护体系日历安全寿命Y₁与由疲劳安全寿命确定的结构首翻期Y₁’进行比较：

若Y₁＞Y₁’，则将Y₁’确定为首翻期；

若Y₁≤Y₁’，则将Y₁确定为首翻期；

步骤2：确定大修间隔

将首翻后防护体系日历安全寿命Y₂与由疲劳安全寿命确定的到达第i次大修前的大修间隔Y_i’进行比较：

若Y₂＞Y_i’，则将Y_i’确定为大修间隔；

若Y₂≤Y_i’，且大修时内层不可修复防护体系受损，则将Y₂确定为大修间隔；

若Y₂≤Y_i’，且大修时内层不可修复防护体系没有受损，且Y₁＞Y_i’，则将Y_i’确定为大修间隔；