基于容许安全系数的飞机结构静强度可靠性设计

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1、JournalofMechanicalStrength规械度2009，31(3)：487—490●研究简报●基于容许安全系数的飞机结构静强度可靠性设计MErI’HODoFREL硼TYDESIGNF0RAⅡtCRAFTSTRUCTURALSTATICSrI1RENGTHBASEDONToI凰RABLESAFETYFACTOR王磊刘文瑶(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100083)WANGLeiLIUWenTing(SchoolofAeronauticScienceandTechnology，Beo'ingUniversityofAeronauticsandAstronautics，&n

2、g100083，China)摘要在分析安全系数法设计思想和介绍常用安全系数的基础上，给出飞机结构静强度设计的容许安全系数定义和表达式，并建立容许安全系数与结构可靠度的关系。借助该关系实现给定容许安全系数下设计结构的静强度可靠性评定和给定静强度可靠性设计要求下对应容许安全系数的计算。使结构静强度设计实现从常规的确定性安全系数法设计向可靠性设计的过渡要求，又能保持传统的安全系数法的简单易用性。最后给出设计示例验证。关键词飞机结构设计可靠性容许安全系数中图分类号V215．1TB114．3AbstractBasedondesignideaofsafetyfactormethodandintroduci

3、nggeneralsafetyfactor，aconceptanditsfofinulaoftolerablesafetyfactorforaircraftstructuralstaticstrengthdesignwerepresented．Therelationbetweentolerablesafetyfactorandstructuralstaticstrengthreliabilitywasalsogiven．Accordingtopresentedtherelation，calculatingtolerablesafetyfactorunderappointedstaticstre

4、ngthreliabilityandevaluatingstaticstrengthreliabilityfordesignedunderappointedtolerablesafetyfactorstructurewereimplemented．Themethodcallleadstructuralstaticstrengthdesignaccordthrequirementofpassagefromdeterminatesafetyfactormethodtoreliabilitydesign，alsocankeepsimpleandwieldypropertyofconventional

5、determinatesafetyfactormethod．Finallyaengineering-orientedexam—pleWasgiven．KeywordsAircraft；Struclm'e；Oesign；Reliability；TolerablesafetyfactorCorrespondingauthor：WANGLei，E-mail：wanleir@163．com，Tel：+86—10—82315738Manuscriptreceived2(X)70125，inrevisedform20070427．传统的安全系数法设计属确定性结构设计理论范1引言畴，仅能凭经验选取合适的许用

6、安全系数[n]来定性结构静强度设计的安全系数法，以其简单易用性反映在结构设计中无法定量考虑的所有经验信息和不在诸多领域的结构设计中被广泛应用。确定性信息的影响。对飞机结构设计，[n】由强度规传统的安全系数法设计判断结构安全是通过对比范_l。_2【1给定(一般为1．5)，是经验性的确定值。计算安全系数与许用安全系数实现的，相应的设计要所以，采用传统的安全系数法设计只能回答所设计结求是使设计结构的计算安全系数不小于规定的许用安构是否安全的问题。全系数，也就是结构危险截面的使用应力不超过规定然而，工程实践表明，采用传统安全系数法设计的的许用应力。对应的设计准则可写成结构在某种程度上并非绝对安全。一种

7、结构按传统安口≤【】或n≥【n】(1)全系数法设计受相同的载荷作用，会有少量(相对结构式中，为结构危险截面的使用应力；【n】为设计许用总数)发生失效。导致上述现象的原因是结构载荷／强安全系数，由设计规范给定；【盯】为材料的许用应力，度参数均存在不确定性，而传统安全系数法不能定量为材料的极限应力(强度)r与许用安全系数【n】的比计及这些不确定因素的影响。值r／[n】；n为结构的计算安全系数，为材料的