渦輪發(fā)動機與系統(tǒng)中某一構(gòu)件破壞而中斷時,要求的破損安全載荷仍可通過其他傳力路線傳遞過去。比如,機身隔框在內(nèi)外兩根緣條之間增加一根角材,形成三根緣條。當(dāng)一根緣條破壞時,其余兩根緣條仍能受載―分別承受拉、壓正應(yīng)力,將彎矩傳遞過去。

機翼的上下壁板由機翼大梁緣條和整體壁板鉚接而成,機翼彎曲產(chǎn)生的正應(yīng)力由大梁緣條和整體壁板一起承擔(dān)。如果大梁緣條由于裂紋擴展而失效,整體壁板仍可以承受正應(yīng)力將彎矩傳遞過去.

破損安全結(jié)構(gòu)止裂結(jié)構(gòu):通過止裂帶、止裂孔、蒙皮分塊、開止裂縫等使已產(chǎn)生的裂紋停留在所設(shè)計的止裂區(qū)內(nèi),不再向前發(fā)展。保證飛機在規(guī)定的檢修周期內(nèi),在使用載荷/環(huán)境作用下安全飛行。

損傷容限設(shè)計方法是對傳統(tǒng)設(shè)計方法的補充和發(fā)展。它避免由于構(gòu)件存在初始缺陷或出現(xiàn)裂紋被漏檢而引起的飛行安全事故,同時又對結(jié)構(gòu)件上的裂紋擴展進行研究,科學(xué)地制定出對飛機結(jié)構(gòu)進行檢修的周期。所以,與傳統(tǒng)的安全壽命設(shè)計相比,它是一種比較安全、合理和經(jīng)濟的方法。

耐久性設(shè)計飛機結(jié)構(gòu)的耐久性是指飛機結(jié)構(gòu)在規(guī)定的經(jīng)濟壽命期間內(nèi),抵抗疲勞開裂、腐蝕、熱退化、剝離、磨損和外來物偶然損傷作用的一種固有能力。

經(jīng)濟壽命是由執(zhí)行耐久性試驗計劃的結(jié)果所表示的工作壽命,當(dāng)被試驗的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)遍布損傷,要修理不經(jīng)濟,不修理又影響結(jié)構(gòu)使用功能時,則認為結(jié)構(gòu)已達到經(jīng)濟壽命。

耐久性設(shè)計概念是針對飛機研制成本和生產(chǎn)成本以及使用維修費用急劇增加而提出一種結(jié)構(gòu)設(shè)計思想。

這種結(jié)構(gòu)設(shè)計思想認為飛機結(jié)構(gòu)在使用前就存在許多微小的初始缺陷(尺寸在1 mm以下的單條或成群出現(xiàn)的較小裂紋),結(jié)構(gòu)在載荷/環(huán)境作用下逐漸形成了一定長度和一定數(shù)量的裂紋和損傷群,此時結(jié)構(gòu)必須進行修理(稱為經(jīng)濟修理),否則繼續(xù)擴展下去將會造成結(jié)構(gòu)功能損傷或維修費用劇增影響到飛機的備用性。這種經(jīng)濟修理可以進行破損安全止裂結(jié)構(gòu).

(a)、(c)止裂帶止裂:1一隔框;2一桁條;3一蒙皮;4一止裂帶;5―補償連接片;6―裂紋

(b)蒙皮分塊止裂(d)開止裂縫止裂:1―蒙皮;2―止裂孔;3―止裂縫;4一桁條若干次,直到滿足使用壽命要求。

耐久性設(shè)計目標(biāo)是通過合理選擇材料、工藝、控制應(yīng)力水平、設(shè)計細節(jié)、檢查及防護,以滿足經(jīng)濟修理要求和降低使用維護費用,提高飛機的備用性、壽命和可靠性。

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