关于现代飞机机体结构耐久性试验要求与方法的探讨

飞机机体结构耐久性很大程度上取决于制造过程中所形成的结构细节原始疲劳质量，可以用经济寿命来表征。要求经济寿命超过一倍设计使用寿命，在一倍设计使用寿命期内结构不允许出现功能性损伤。经济寿命必须取得全尺寸飞机机体结构耐久性试验的验证。探讨了全尺寸飞机机体经结构耐久性试验要求和方法，以及保证飞机试验质量的技术措施。耐久性试验和试验结束后拆毁检查与断口金相分析所得的试验数据和试验结论，可作为最终给定飞机机     

关于实现CCAR-23部疲劳评定要求的设计准则与验证符合性的试验方法

在概述新版CCAR-23部疲劳评定要求的基础上，对实现评定要求的设计准则与验证评定要求符合性的试验方法作了探讨。明确了评定要求不是针对定寿，而是用于保证安全，但必须在定寿基础上开展评定。对涉及飞枳．机．体与起落架结构的安全寿命设计、疲劳设计及耐久性设计准则，疲劳试验、耐久性试验及裂纹扩展寿命与剩余强度试验方法作了论述。同时，对疲劳寿命分散系数的确定作了说明。可供新型飞机研制开展疲劳评定参考，并为制定全尺寸飞机机体与起落架结构试验方案提供理论依据。     

现代军用飞机结构耐久性／损伤容限规范要求之理解

在理解《美国国防部飞机结构联合使用规范指南JSSG-2006》以及飞机结构耐久性／损伤容限研究和实践的基础上，简述了军用飞机结构规范中的耐久性／损伤容限设计要求、分析、试验和部队管理的主要内容。     

飞机结构耐久性/损伤容限综合分析模型

以现有的耐久性分析模型和损伤容限分析模型为基础,综合研究裂纹萌生和扩展的全过程,建立了飞机结构耐久性/损伤容限综合分析模型,并且通过一个具体的算例证明了模型的可行性。该模型兼顾了结构的寿命、安全以及检修一体化的要求,可用于对飞机结构进行综合设计与分析。     

复合材料盒段静力,耐久性和损伤容限一体化试验研究

本文通过某军机机翼整体油箱盒段在国内首次成功地完成了静力、耐久性和损伤容限一体化试验,给出了一整套符合结构完整性大纲要求的验证技术和工程上实用的试验程序;探索了试件上预制模拟各种低速冲击的人工损伤对复合材料结构静力、耐久性和损伤害限特性的影响程度;证实了用加重谱进行复合材料结构耐久性和损伤容限试验是解决复合材料疲劳分散性的有效技术途径;证明了复合材料盒段在引入冲击损伤后用加重谱进行耐久性试验,其密封功能仍满足国军标要求;验证了以冲击压缩破坏曲线的门槛值为基础确定设计许用应变值进行设计的复合材料结构具有“静力覆盖疲劳”和“损伤不扩展”特性。同时指出了该设计思想的保守性和局限性,提出了更新上述设计思想的研究方向。     

“飞机结构耐久性设计技术”学习班

飞机结构耐久性设计是国外80年代前后发展起来的一项综合性技术,以充分满足用户对新一代先进飞机(包括航天飞机)长寿命、高可靠性、低维护成本的要求。“七五”期间在航空部科技局领导下,“飞机结构抗疲劳断裂系统工程”(简称AFFD)内成立了“飞机结构耐久性设计技术研究” (简称ASD)的重点课题组,全面负责该项新技术的移植和研究。目前,已经用国产材料,典型生产工艺和我国现役飞机载荷谱完成了第一批耐久性试验,取得了重大研究成果。为尽快将该项新技术推广、应用到我国飞机设计和生产中去,满足即将颁布的新军标“飞机结构完整性大纲”对耐久性的要求,航空部科技局决定由“AFFD”系     

产品规范中的完整性、供电特性及电气特性要求

除了GJB6000和GJB0.2规定的25项要求外,根据产品的特点还可提出产品必须遵循的技术要求。以下分别叙述完整性、供电特性和电气特性。1 完整性完整性的概念最早产生于飞机结构设计,称为飞机结构完整性。提出完整性要求在于提高飞机结构的耐久性和安全性。随后在发动机结构设计中也引入完整性概念,称为发动机结构完整性。同样,也出现了机械设备和电子设备完整性要求。飞机结构完整性是飞机结构的强度、刚度、损伤容限、耐久性和功能的综合,也就是结构的安全性、耐久性和功能的综合。如飞机结构采用损伤容限和耐久性设计,以期在使用期内能…     

现代军用飞机耐久性要求与实现耐久性的主要技术途径

探讨了现代军用飞机结构耐久性要求，实现耐久性的主要技术途径。同时论述了耐久性与飞机结构定寿的内在联系。建立了针对飞机结构紧固孔的耐久性符合性判据和开展耐久性符合性检查的方法。指出实现紧固孔耐久性的技术关键在于能否采用先进的制孔技术，以确保装配生产线上的制孔工艺质量。     

MSD结构的耐久性/损伤容限综合分析方法

为了同时满足飞机结构寿命和安全性的要求,提出一种耐久性/损伤容限综合分析方法,用以同时对多部位损伤(MSD)结构进行耐久性和损伤容限分析。耐久性分析时采用概率断裂力学方法结合串联可靠性模型,给出给定可靠度要求下的经济维修寿命估计;损伤容限分析中通过抽样模拟结果拟合参数得到剩余寿命的概率分布函数,进而通过寿命干涉模型得到不同裂纹扩展寿命下的结构可靠度。结合工程实例并与现有方法进行对比分析,结果表明:该方法是合理的、有效的;实现了寿命分析和可靠度分析的有机结合,可用于对飞机MSD结构的综合设计和分析。     

易产生MSD结构的耐久性/损伤容限综合分析方法

为了同时满足飞机结构寿命和安全性的要求,提出一种耐久性/损伤容限综合分析方法,用以同时对多部位损伤（MSD）结构进行耐久性和损伤容限分析。耐久性分析时采用概率断裂力学方法结合串联可靠性模型,给出给定可靠度要求下的经济维修寿命估计;损伤容限分析中通过抽样模拟结果拟合参数得到剩余寿命的概率分布函数,进而通过寿命干涉模型得到不同裂纹扩展寿命下的结构可靠度。结合工程实例并与现有方法进行对比分析,结果表明：该方法是合理的、有效的;实现了寿命分析和可靠度分析的有机结合,可用于对飞机MSD结构的综合设计和分析。     

低能量冲击损伤复合材料飞机结构的强度性能研究

论述了含冲击损伤复合材料飞机结构的强度性能,涉及到该研究领域的主要方面,包括复合材料冲击损伤机理及特点、冲击损伤对结构性能的影响、耐久性／损伤容限要求及设计分析方法等。讨论如何进一步提高复合材料飞机结构冲击强度的设计水平。     

含多种细节结构的耐久性评定技术研究与应用

 针对飞机结构寿命评定过程中含多种细节结构耐久性评定的需求,基于耐久性分析的概率断裂力学方法,提出了细节型式异同两种情况下结构总的裂纹超越数的计算方法,当细节型式相同时各种细节裂纹超越数直接累加,而细节型式不同时各种细节裂纹超越数加权累加,从而建立了含多种细节结构耐久性评定的一般方法。针对工程上存在大量的含相似细节结构,提出了S-N曲线折算与应力严重系数折算两种相似细节归并的工程方法。特别指出的是,提出的S-N曲线折算方法在保证精度的前提下可以节省较大的试验工作量,有着重要的工程应用价值,已成功应用于中国某型飞机结构定延寿关键部位的耐久性评定。     

技术进步对发动机试验设备建设的要求

描述了发动机技术进步对发动机试验能力和试验设备建设的要求。介绍了在不同历史阶段为满足性能、适用性和耐久性试验而建设的典型试验设备。最后，分析了发动机试验要求和设备建设的发展趋势以及改善测试设备的重要性。并指出，数值仿真技术的发展可以大双减少试验工作量，但对试验技术和试验设备提出了更高的要求。     

复合材料飞机结构损伤容限和耐久性设计初探

虽然军机和民机规范对复合材料结构的损伤容限和耐久性均提出了要求,但迄今为止尚无成熟的设计方法可用。本文试图通过对国外经验的归纳总结,并结合自己的研究成果,提出一种切实可行的方法供参考。限于篇幅,本文仅就加筋结构蒙皮遇到的几个问题进行讨论。     

铍青铜活塞精镗孔工艺研究

铍青铜活塞精镗孔加工研究主要解决的是某型抗荷调压器中活塞在精镗孔时刀具耐用度低,活塞内孔Φ15++00..001367mm的圆柱度0.0025mm不易保证的难点问题。利用现有工艺技术,确保达到设计要求。     

复合材料主起落架整流罩结构设计要求及方法

民用飞机主起落架整流罩多采用复合材料结构进行设计,提出了适用于民机的主起落架整流罩结构设计的要求及方法,介绍了通常采用的技术方案,包括结构形式、结构组成、连接方式等。要保证设计方法具有一定的先进性,技术方案成熟可行,就要考虑其功能、承载、耐久性等结构设计要求,同时因其内部结构经常处于恶劣的环境中,所以要兼顾其结构保护以及维修性设计,即具有很好的抗冲击性和防潮湿性能。     

民用飞机机翼根部连接与柔性补偿设计

民用飞机机翼根部连接区是机翼和机身载荷交换平衡的关键部位,结构强度和耐久性、结构传载效率、装配协调要求、细节处理等设计要求很高。给出了民用飞机机翼根部连接设计的难点分析、传载特性分析、根肋布置方法及其特点分析、不同根部对接方案设计对比分析;提出了一种减缓结构装配应力的柔性补偿设计方法,并通过试验结果验证了相关柔性补偿设计方法的可行性;讨论了考虑复合材料承载特性的复材机翼结构根部对接考虑要点和设计建议。     

静强度/耐久性初步结构优化设计方法

由于有限元模型精度的限制,在以往初步结构设计中难于开展耐久性分析,这样会在结构设计中埋下疲劳寿命不足的问题,增加结构细节设计的难度,甚至引发结构超重问题。针对这一问题,在飞机结构的变精度模型技术和细节疲劳额定值方法的基础上,提出了静强度与耐久性综合约束下的初步结构设计方法,将耐久性设计分析工作从详细结构设计后期提前到初步结构设计阶段,并以某一折叠机翼为研究对象,在其结构选型与布置中就对关键结构（内外翼连接耳片）中的应力进行控制,通过多工况优化设计保证了连接耳片的疲劳裕度大于零,这样可以有效地减少详细结构设计中由于疲劳寿命不足而引起的多次迭代设计,并有助于获得更轻量化的结构设计。     

军用飞机结构耐久性设计的细节疲劳额定值方法

 为满足军用飞机研制初步设计阶段对结构耐久性(疲劳)快速设计与评估的迫切需求,在全面分析军用飞机与民用飞机主要区别的前提下,针对军用飞机结构与使用载荷特点,以民用飞机细节疲劳额定值(DFR)方法的基本思想和技术途径为基础,从寿命服从对数正态分布的假设出发,对随机载荷谱的当量等幅化方法、结构DFR许用值的确定技术以及标准S--N曲线的建立等关键问题进行深入研究,建立了适用于军用飞机的DFR方法及相应的工程实施技术。初步应用表明方法可行且偏保守,能明显缩短研制周期、降低研制成本,具有重要的工程意义和应用价值,可用于军用飞机研制的初步耐久性设计。     

Application of reliability technologies in civil aviation: Lessons learnt and perspectives

We consider reliability engineering in modern civil aviation industry, and the related engineering activities and methods. We consider reliability in a broad sense, referring to other system characteristics that are related to it, like availability, maintainability, safety and durability. We covered the entire lifecycle of the equipment, including reliability requirement identification, reliability analysis and design, verification and validation of reliability requirements (typically involved in the equipment design and development phase), quality assurance (which typically enters in the manufacturing phase), and fault diagnosis and prognosis and maintenance (which are connected to the operation phase). Lessons learnt from reliability engineering practices in civil aviation industry are given, which might serve as reference for reliability managers and engineers, also from other industries with high reliability requirements.