[发明专利]一种飞机剩余寿命的评估方法

说明书

一种飞机剩余寿命的评估方法，以全机疲劳试验载荷谱作为基础，采用损伤类比计算方法，确定单机损伤计算的基准当量损伤率(每飞行小时当量损伤)。然后，在任一架飞机载荷飞参历程的基础上，确定任一架飞机的当量损伤，快速评估给出单机消耗寿命和剩余寿命。本方法所需参数少，使用便捷，可用于快速确定飞机剩余寿命，并可进一步用于单机寿命监控和结构健康监控。

技术领域

本发明属于航空结构疲劳领域，具体涉及一种飞机剩余寿命的评估方法。

背景技术

通常飞机寿命基本上按“机群寿命管理”，即所有飞机都按预先确定的寿命指标控制使用。一般只使用飞行起落、飞行小时数、日历年限三个参数来控制飞机进入大修的时机和剩余寿命。随着飞机性能的提升、造价的提高，原有的粗放的寿命管理方式已无法满足现代飞机的精细化使用要求，急需发展一种能够对外场飞机实时损伤和剩余寿命进行准确评估的定量化工程实用方法。

本方法通过全机疲劳试验载荷谱和飞机飞参数据，确定了一种飞机结构疲劳寿命快速评估方法，解决了飞机剩余寿命预测不准、缺乏定量实时给出飞机损伤和剩余寿命模型的技术难点。

现有的规范、文献未就给出行之有效的设计方法用于外场飞机剩余寿命的定量确定。同时，在开展飞机寿命管理时，原寿命指标管理的适应性不强，无法对结构损伤和剩余寿命进行实时预测。

发明内容

为解决外场飞机使用中，缺乏寿命消耗评估手段、无法定量给出寿命精确消耗情况的技术问题，本发明的目的在于提供一种评估飞机剩余寿命的方法。

一种飞机剩余寿命的评估方法，已知该型飞机的目标寿命，包含目标起落数N₁，已知该型飞机的全机疲劳试验重心载荷谱，已知该型飞机某架飞机已飞行的所有起落的载荷历程，其特征在于包含以下内容：

1)将该型飞机的全机疲劳试验重心载荷谱作为基准谱，通过雨流计数方法形成该型飞机基准谱对应的全寿命疲劳载荷循环；

2)将该型飞机基准谱对应的全寿命疲劳载荷循环处理为全寿命当量脉动循环；

3)将该型飞机某架飞机已飞行的所有起落的载荷历程处理为已消耗当量脉动循环；

4)根据步骤2)中的全寿命当量脉动循环计算该型飞机的全寿命当量损伤 D₁；

5)根据步骤3)中的已消耗当量脉动循环，采用等损伤计算方法计算确定该型飞机某架飞机已飞行的所有起落的已消耗当量损伤D₂；

6)根据该型飞机的全寿命当量损伤D₁、该型飞机某架飞机已飞行的所有起落的已消耗当量损伤D₂和该型飞机的目标起落数N₁，按照公式计算得到该型飞机某架飞机的已消耗起落数N₂；

7)用该型飞机目标起落数N₁减去该型飞机某架飞机的已消耗起落数N₂，得到某架飞机的剩余起落数N₃，剩余起落数N₃即为该架飞机的剩余寿命。

所述的步骤2)中的疲劳载荷循环通过公式处理为当量脉动循环，其中G_jx为飞机设计载荷对应的过载，(G_max)_0i为基准谱脉动循环的最大过载，(ΔG)_i＝(G_max)_i-(G_min)_i为每级载荷增量，(G_max)_i为每级载荷最大过载，(G_min)_i为每级载荷最小过载，R_i为应力比。

所述步骤4)中，将当量脉动循环通过公式计算为当量损伤，其中m为损伤指数，n₁为基准谱中载荷循环数。