[发明专利]一种基于损伤当量折算的飞机结构DFR分析方法

权利要求书

1.一种基于损伤当量折算的飞机结构DFR分析方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，获取目标寿命-飞行次数：

S2，获取疲劳可靠性系数FRF，所述疲劳可靠性系数FRF为疲劳分析目标寿命的放大系数，每个结构部件对应一个固定值；

S3，确定地-空-地应力循环，地-空-地应力循环为每次飞行中最大的应力变程所构成的应力循环，根据地-空-地应力循环确定应力比；S3中，根据地-空-地应力循环确定应力比，具体为：应力比＝最低应力/最高应力；

S4，计算地-空-地损伤比，地-空-地损伤比是地-空-地应力循环产生的疲劳损伤占总损伤的比例；总损伤为全部载荷谱的损伤之和；

S5，计算腐蚀条件下的当量地-空-地循环数，当量地-空-地循环数表示全部使用载荷造成的总损伤折算为地-空-地应力循环的次数；S5中，计算腐蚀条件下的当量地-空-地循环数，具体为：

(1)确定腐蚀环境下的当量地-空-地循环次数n_Dj：

一般条件下的当量地-空-地循环次数与n_D腐蚀环境下的当量地-空-地循环次数n_Dj具有如下关系：

n_D＝n_Dj/(1-Δd)＝n_Dj/(2-1/m_j)；

一般条件下的当量地-空-地循环次数n_D的计算过程具体为：

(1)分别以N₀和N_j表示结构在相同疲劳载荷谱下无腐蚀和腐蚀j年后结构的疲劳寿命，定义腐蚀影响系数m_j为：

(2)分别以d₀和d_j表示未腐蚀时每次飞行结构的疲劳损伤和腐蚀j年后的结构疲劳损伤，则由疲劳损伤d和疲劳寿命N的关系d＝1/N可得：

(3)每次飞行仅由腐蚀造成的当量疲劳损伤Δd_j为

(4)在假设a)的条件下，整个疲劳目标寿命期内由腐蚀造成的当量总疲劳损伤Δd为：

根据miner线性累积损伤理论，在腐蚀条件下损伤判据为纯疲劳载荷总损伤达到1-Δd时，结构失效；

(5)在一般条件下DFR分析时，以疲劳载荷总损伤累积为1时作为失效判据，以n_D表示一般条件下当量地-空-地循环数，以n_Dj表示腐蚀j年的当量地-空-地循环数，根据腐蚀损伤和疲劳损伤相互独立的假设，则有：

从而可得：

n_D＝n_Dj/(1-Δd)；

S6，确定被检查细节的DFR；

S7，确定腐蚀条件下的地-空-地循环许用应力，地-空-地循环许用应力是指结构细节部位在实际使用的当量地-空-地循环数及其应力比的情况下所允许的最大应力；S7中，确定腐蚀条件下的地-空-地循环许用应力[σ_max]，具体为：

其中，σ_m0表示材料参数，S表示材料标准S-N曲线的斜率，DFR表示结构疲劳额定值，R_GAG表示地－空－地应力比；

S8，计算腐蚀条件下的寿命裕度；具体为：

(1)疲劳寿命裕度：

(2)日历寿命裕度＝j/T₀-1

其中，T₀为设计日历寿命指标；

S9，计算要求的结构细节疲劳额定值[DFR]；结构细节疲劳额定值[DFR]是结构刚好满足给定应力谱、给定目标寿命的细节疲劳额定值；给定目标寿命是指疲劳裕度等于0；

S102，计算可靠性寿命。

2.根据权利要求1所述的一种基于损伤当量折算的飞机结构DFR分析方法，其特征在于，在S1之前，所述方法具有如下假设：

(a)飞机结构的腐蚀疲劳和常规疲劳引起的损伤是相互独立的且符合线性累积损伤原理；

(b)在飞机结构的整个使用寿命期内，地面停放时间和空中飞行时间采用统一的时间坐标系，并且地面停放腐蚀在整个使用寿命期内是连续的，腐蚀损伤以年为单位进行统计。