[发明专利]一种飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法

权利要求书

1.一种飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，包括：

步骤1，依次测量试验件裂纹扩展轨迹上的多个坐标点，并准确记录试验件裂纹扩展轨迹上所测量坐标点对应的循环次数；

步骤2，建立试验件的静强度有限元模型；

步骤3，在步骤2建立的静强度有限元模型中，根据裂纹所在区域选取分析区域，并对所述静强度有限元模型中选取的分析区域进行网格细化；

步骤4，建立含裂纹结构有限元模型，并依次计算试验件裂尖的应力强度因子；

步骤5，根据所述步骤4中的到的每个裂尖的应力强度因子，计算裂纹扩展寿命理论值；

步骤6，根据步骤1中坐标点对应的循环次数计算裂纹扩展寿命试验值；

步骤7，根据步骤5得到的裂纹扩展寿命理论值和步骤6得到的裂纹扩展寿命试验值，计算裂纹扩展寿命理论值分散系数。

2.根据权利要求1所述的飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，所述步骤1中，根据裂纹扩展速率，以预设步长选取试验件裂纹扩展轨迹上的多个坐标(x_i,y_i)进行测量，并记录所测量坐标点对应的循环次数N_i，i＝1,...,Z，i为测量顺序号，Z为总测量次数。

3.根据权利要求2所述的飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，所述步骤2，包括：

根据待分析试验件的结构特点及受力特点，通过创建约束、施加载荷并选取有限元单元类型，从而建立所述试验件的静强度有限元模型，所述有限元模型用于模拟试验件的真实受载情况。

4.根据权利要求3所述的飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，所述步骤4中，建立含裂纹结构有限元模型，包括：

在步骤3得到的具有细化网格分析区域的静强度有限元模型基础上，通过引入试验件的真实裂纹，并将步骤1中所测量的每个坐标点(x_i,y_i)依次作为裂尖，分别对每个裂尖所在的有限元网格进行网格细化，并将网格细化后的裂尖所在的细化网格作为裂尖奇异单元，从而建立出含裂纹结构有限元模型。

5.根据权利要求4所述的飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，所述步骤4中，依次计算试验件裂尖的应力强度因子，包括：

通过对含裂纹结构有限元模型进行应力分析，依次计算出每个裂尖的应力强度因子K_i；其中，所述每个裂尖的应力强度因子K_i即为步骤1中相应坐标点(x_i,y_i)对应裂尖的应力强度因子K_i。

6.根据权利要求5所述的飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，所述步骤5包括：

根据所述步骤4中的到的每个裂尖的应力强度因子K_i，运用断裂力学方法计算裂纹扩展寿命理论值N”为：

其中，

其中，C和n为材料常数，R为应力比，i＝1,...,Z-1。

7.根据权利要求6所述的飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，所述步骤6包括：

根据步骤1中坐标点对应的循环次数，计算裂纹扩展寿命试验值N为：

N＝N_Z-N₁，N₁和N_Z分别为步骤1中记录的裂纹扩展轨迹上的第1个坐标点(x₁,y₁)和第Z个坐标点(x_Z,y_Z)对应的循环次数。

8.根据权利要求7所述的飞机结构裂纹扩展寿命理论值分散系数的确定方法，其特征在于，所述步骤7包括：

所计算出的裂纹扩展寿命理论值分散系数f为：