在剪力作用下,機(jī)身上下兩塊蒙皮就像是機(jī)翼的大梁腹板,承受剪力引起的剪應(yīng)力;機(jī)身左右兩塊蒙皮和桁條就像是機(jī)翼的上下蒙皮、桁條和梁緣條,承受彎矩引起的拉、壓正應(yīng)力;機(jī)身周圈蒙皮也就像機(jī)翼的周圈蒙皮和大梁腹板,承受扭矩引起的剪應(yīng)力。

在垂直尾翼的側(cè)向載荷作用下,后機(jī)身承受的應(yīng)力,(a)側(cè)向載荷在后機(jī)身結(jié)構(gòu)中引起的內(nèi)力;(b)后機(jī)身承受的彎曲正應(yīng)力;(c)后機(jī)身承受的剪應(yīng)力.

飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計,飛行中飛機(jī)結(jié)構(gòu)承受的載荷不僅具有靜載荷的特點(diǎn),而且還具有隨時間變化的疲勞載荷的特點(diǎn)。

例如,飛機(jī)起飛一飛行一著陸為一個循環(huán),承受地一空一地周期循環(huán)載荷;氣密座艙增壓載荷也是周期性循環(huán)載荷。而在飛行中承受的突風(fēng)載荷、機(jī)動載荷,著陸時撞擊載荷、地面滑行載荷等又是載荷大小和出現(xiàn)次數(shù)都隨機(jī)分布的隨機(jī)載荷。

因此,為了保證飛機(jī)飛行的安全,單單考慮飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度和剛度是不夠的,還要考慮飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。

后機(jī)身在垂直尾翼側(cè)向載荷作用下,結(jié)構(gòu)發(fā)生剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)變形,承受剪力、彎矩和扭矩的作用。

所以安全壽命設(shè)計只考慮無裂紋(即可檢裂紋)壽命,而不考慮帶裂紋的壽命。

CCAR-25部規(guī)定安全壽命(疲勞)評定標(biāo)準(zhǔn)為:這些結(jié)構(gòu)必須用有試驗(yàn)依據(jù)的分析表明,它們能夠承受在其服役壽命期內(nèi)預(yù)期的重復(fù)載荷作用而沒有可察覺的裂紋。

安全壽命設(shè)計的任務(wù)是:用數(shù)理統(tǒng)計方法,通過設(shè)計、試驗(yàn)和分析來確定新飛機(jī)的安全壽命,保證在安全壽命期內(nèi),發(fā)生疲勞破壞的概率最小。

安全壽命設(shè)計工作從一開始設(shè)計的材料選擇、應(yīng)力水平控制、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計,到生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制、部件及全尺寸匕機(jī)的疲勞試驗(yàn),以及在最后使用階段的載荷譜實(shí)測、壽命損耗監(jiān)測等,涉及并貫穿了飛機(jī)設(shè)計、生產(chǎn)和使用的全過程。

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