[发明专利]一种飞机结构裂纹形成寿命理论值分散系数的确定方法

说明书

本发明公开一种飞机结构裂纹形成寿命理论值分散系数的确定方法，包括：建立裂纹扩展方向坐标标识线；确定断口分析测量点位置；计算断口分析测量点位置的裂纹扩展速率；计算裂纹扩展寿命试验值；计算裂纹形成寿命试验值；计算裂纹形成寿命理论值；计算裂纹形成寿命分散系数，即为飞机结构裂纹形成寿命分散系数。本发明上述技术方案采用的理论分析方法正确，工程概念明确，步骤清晰；可用于确定飞机结构裂纹形成寿命分散系数，也可用于通过断口分析进而确定试验件裂纹扩展寿命试验值；解决了现有裂纹形成寿命分散系数的计算方式，由于结构件采用的材料性能不稳定、生产制造工艺不稳定等因素，而导致疲劳寿命理论值与试验值存在较大的差异的问题。

技术领域

本发明涉及但不限于航空疲劳断裂技术领域，尤指一种飞机结构裂纹形成寿命理论值分散系数的确定方法。

背景技术

在航空疲劳断裂领域，由于材料不稳定、生产制造工艺方法不稳定、计算方法有差异等因素，从而导致裂纹形成寿命理论计算值与试验值分散性较大。

在飞机结构设计中，对结构件进行疲劳寿命计算是一项很重要的工作内容。疲劳寿命分析方法较为成熟，一般都采用名义应立法、应力严重系数法等方法进行裂纹形成寿命计算。

然而，在计算形成寿命时，尽管已经按照手册中推荐的数值考虑了疲劳寿命分散系数，但是由于结构件采用的材料性能不稳定、结构件生产制造工艺方法不稳定等，最后得到的疲劳寿命理论计算值与疲劳寿命试验值仍然存在较大的差异，而且，这种分散性较大问题一直无法有效解决。

发明内容

本发明的目的是：本发明实施例提供一种飞机结构裂纹形成寿命理论值分散系数的确定方法，以解决现有裂纹形成寿命分散系数的计算方式，由于结构件采用的材料性能不稳定、结构件生产制造工艺方法不稳定等因素，而导致得到的疲劳寿命理论计算值与疲劳寿命试验值存在较大的差异的问题。

本发明的技术方案是：本发明实施例提供一种飞机结构裂纹形成寿命理论值分散系数的确定方法，包括：

步骤1，建立裂纹扩展方向上的坐标标识线；

步骤2，确定断口分析测量点的位置，包括：采用电镜扫描仪器，对断口进行电镜扫描分析，将能清晰获取到疲劳条带的点确定为断口分析测量点；

步骤3，依次计算每个断口分析测量点所处位置的裂纹扩展速率f_i，i＝1,，,K；

步骤4，计算裂纹扩展寿命试验值N'为：

其中，所述A_i为断口分析测量点i的代表距离；

步骤5，计算裂纹形成寿命试验值N₁,N₁＝N-N'；N为不含初始裂纹的疲劳损伤容限试验件从疲劳试验开始到最终断裂时所有总的循环次数。

步骤6，计算裂纹形成寿命理论值N₂，运用疲劳分析方法计算裂纹形成寿命理论值N₂；

步骤7，计算裂纹形成寿命分散系数f，即可以确定飞机结构裂纹形成寿命分散系数。

可选地，如上所述的飞机结构裂纹形成寿命理论值分散系数的确定方法中，

A_i为第i-1个断口分析测量点与第i个断口分析测量点之间的中点到第i个断口分析测量点与第i+1个断口分析测量点的之间的中点之间的距离；其中，A₁为第1个断口分析测量点与第2个断口分析测量点之间距离的一半，A_k为第k-1个断口分析测量点与第k个断口分析测量点之间距离的一半。

可选地，如上所述的飞机结构裂纹形成寿命理论值分散系数的确定方法中，所述步骤1包括：

在断裂结构中选取并截取含全裂纹面的断口，对断口进行保护；