[发明专利]一种疲劳开裂结构等效分析谱的构造方法

摘要

本发明属于疲劳试验技术领域，涉及一种疲劳开裂结构等效分析谱的构造方法。本发明基于外场数据，因此，得到的疲劳开裂结构等效分析谱能够反映外场实际，谱型为等幅谱，不需要再做载荷谱简化工作，即可应用于改进分析和对比试验，确定改进方案的有效性，大幅缩短试验周期。本发明解决了外场疲劳裂纹排故中结构疲劳载荷谱数据不全或过于复杂的问题。

主权项

一种疲劳开裂结构等效分析谱的构造方法，其特征是，第一步：确定疲劳关键部位PSE的数据，疲劳关键部位包括疲劳开裂部位和相邻结构部位，数据包括飞机整机目标寿命N0和疲劳开裂部位寿命N1；第二步：根据疲劳开裂结构部位，查阅相关疲劳分析手册、图册，获得同类飞机相似结构的地空地损伤比λj；第三步：根据飞机疲劳开裂结构部位及周边部位的静强度气动载荷分布，得到相应部位段的静强度载荷P和作用点Z,用静强度载荷替代疲劳载荷，疲劳载荷P'＝P/1.5；第四步：计算疲劳关键部位PSE对应的细节疲劳额定值DFR，DFR＝DFRbase·K·F·RC；其中，DFRbase是结构DFR基准值，K是应力集中系数，F是粗糙度系数，RC疲劳额定值系数；第五步：按照飞机的目标寿命取N0、疲劳分析手册给定的疲劳可靠性系数FRF及计算得到的DFR，通过DFR法，得到不同应力比RGAG和地空地损伤比下的地空地循环最大应力σmaxGAG对应不同应力水平的疲劳寿命NR变化曲线；第六步：建立疲劳关键部位段的有限元分析模型，施加疲劳载荷P'，获得关键部位PSE的最大应力σ1；第七步：选择一个应力比RGAG下的不同地空地损伤比的地空地循环最大应力σmaxGAG与NR的变化曲线，在这幅曲线中找出关键部位PSE的最大应力σ1和疲劳开裂部位寿命N1对应的点，若落在某个曲线上，则直接得到该应力比RGAG下的疲劳开裂部位的地空地损伤比λ'，若落在两个曲线之间，则用插值的方式得到该应力比RGAG下的疲劳开裂部位的地空地损伤比λ'；第八步：依据疲劳载荷P'、地空地损伤比λ'得到构造的等效分析谱，谱型为等幅谱，该谱中地空地损伤比为λ'，载荷循环中峰值等于疲劳载荷P'，谷值为RGAG·P’。