腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评估的可靠性方法

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1、总第176期2013年第3期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotalNo．176No．32013文章编号：1673-1220(2013)03-029-04腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评估的可靠性方法胡水才1，庞向征2(1．海军驻景德镇地区航空军事代表室，江西景德镇333002；2．91498部队，河北秦皇岛066000)摘要腐蚀是飞机结构损伤的主要形式之一，严重影响着飞机的结构完整性、可靠性和飞行安全性。某型退役海军飞机曾长期在高温、高湿、高盐雾的沿海机场服役，选取并分解该飞机不参与受力的进气道蒙皮构件，加工制作成标准疲劳试件，通过试验得出剩余寿命。建立相应的疲劳寿命可

2、靠性模型，运用MonteCarlo方法仿真计算可靠性寿命，并将计算结果与试验结果进行比较，初步验证可靠性理论模型的正确性。研究结果表明，该可靠性方法可以应用于飞机结构寿命评估。关键词飞机结构；可靠性；腐蚀；疲劳寿命中图分类号：V215．5+2文献标识码：AReliabilityMethodfortheAircraftStructureFatigue-LifeEvaluationundertheCorrosionConditiOllSHUShuicail，PANGXiangzhen92(1．NavyAviationMilitaryRepresentativeOfficeinJingdez

3、henRegion，Jingdezhen333002，China；2．Unit91498，Qinhuangdao066000，China)AbstractCorrosionisthemainreasonf☆tIIeaircraftstructuredamagewhichhastheseriousinflu．enceontheaircraftstructureintegrity，reliabilityandsafety．Acertaintyperetirednavyaircraftwasusedtooperateinthemaritimeairportwithhishtemperatur

4、e，highhumidityandanenormousquan—tityofsaltfog，theairinletductskinelementwithoutstressWasselectedanddisassembledandman—ufacturedintostandardfatiguesample．theremaininglifeWasachievedbyexperiments．necorre—spondingfatiguelifereliabilitymodelWasestablished，andthereliabilitylifeWassimulatedandcal·cula

5、tedbytheMonteCarlomethod．Comparethecalculatedresultstothetestresultstodemonstratethevalidityofthereliabilitytheorymodelprimarily．’11leresultssuggestedthatthisreliabilitymethodCanbeusedforaircraftstructurelifeevaluation．Keywordsaircraftstructure；reliability；corrosion；fatiguelifeo引言豁篙萎塑翥鲁鬈萋耋詈霎要銎瞿嚣

6、宇腐蚀引起材料性能退化，导致飞机飞行性能降某型退役海军飞机在高温、高湿、高盐雾的沿海收稿日期：2013—05—13作者简介：胡水才(1976一)，男，江西乐平人，本科，工程师，主要研究方向：直升机质量控制。·30·直升机技术总第176期机场服役了20多年，具有海军飞机的典型腐蚀特点。试验件取自不受力的进气道蒙皮结构，通过MTS810材料试验系统进行不同应力比的疲劳试验。假设试件失效过程包括预腐蚀阶段、短裂纹阶段和长裂纹阶段，建立寿命评估的可靠性理论模型，计算试验件的剩余疲劳寿命。计算结果与试验结果相比较，验证理论模型的正确性和可行性。1理论模型1．1预腐蚀阶段该阶段为试件在腐蚀环境下的

7、预腐蚀过程。假设蚀孔为半椭球形，(见图1)，c和口分别为半椭球的长、短半轴，根据下式定义蚀孔形状比咖：西=三(1)图1半椭球形蚀孔根据Faraday定理，蚀孔扩展速率的表达式为‘1f：瓦dV=Td(2曩ra％／3)=监nFu唧(幽RT](2)出～r、”7对式(2)进行积分得：c=【3丽Mlpoqb2叫’P一筹)t+C0】“3(3)弘I丽麟I一嚣尸+l¨’式中：t为腐蚀时间；CO为蚀孔初始深度，它与材料微孔和夹杂物的尺寸处在同一量级。1．2短裂纹