基于寿命包线的飞机金属结构寿命预测方法

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1、第46卷第3期2014年6月南京航JournalofNanjing空航天大学UniversityofAeronautics报StrOnaUtlcsV01．46No．3Jun．2014基于寿命包线的飞机金属结构寿命预测方法张腾何宇廷张海威李昌范邵青(空军工程大学航空航天工程学院，西安，710038)摘要：飞机结构寿命包线是飞机结构在安全使用条件下疲劳寿命与日历寿命的边界线；在其概念的基础上，考虑疲劳寿命与日历寿命的相互影响关系，提出了通过预腐蚀疲劳试验确定飞机结构寿命包线的腐蚀影响系数法，建立了典型服役环境下飞机金属结构腐蚀疲劳关

2、键件的剩余寿命预测方法，并给出了在飞行强度变化条件下的剩余寿命预测实例。飞机结构寿命包线确定方法与剩余寿命预测方法的建立，为飞机结构单机寿命(疲劳寿命与日历寿命)监控奠定了基础。关键词：飞机结构；寿命包线；剩余寿命；疲劳寿命；日历寿命中图分类号：V216．5文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)03一0413一06LifePredictionMethodforAircraftMetalStructuresBasedonLifeEnVelope．i强口理g：心挖g，HPy砬￡i刀g，Z矗口咒gH口i议，Pi，LiC

3、^以挖g／a，z，S^口oQi咒g(AeronauticsandAstronauticsEn百nee“ngCoUege，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an，710038，China)Abstract：Aircraftstructurallifeenvelope(ASLE)isaboundarylineoffatiguelifeandcalendarlifewh订eaircraftsinservice．BasedontheconceptofASLE，andconsideringtheintera

4、ctionbetweenfatigue“feandcalendarlife，amethodofdeterminingASLEbypre—corrosionfatiguetestsisproposedascorrosion—affectingcoefficientmethod．Aresiduallifepredictionmethodforcorrosion—fatiguecriticalcomponentsofaircraftmetalstructuresundertypicalenvironmentisestablished，

5、andaresiduallifepredictionexam—pleunderconditionofvariableflightintensitiesispresented．TheestablishmentofASLEwillpavethewayforthestructurallife(i．e．fatiguelifeandcalendarlife)supervisionforindividualaircraft．Keywords：aircraftstructure；lifeenvelope；residuallife；fatigu

6、e1ife；calendarlife军用飞机要实现所承担的作战使命，除了应具有先进的性能指标，还应满足长寿命、高可靠性以及高经济性的要求。国军标中明确规定了军用飞机结构使用寿命的参数——飞行小时(起落)数和使用年限，以保证飞机结构的使用安全。在飞机服役前，上述寿命指标的额定值就已明确给出，在实际寿命管理过程中，任何一个指标达到额定值都将意味着飞机的到寿[1j。飞行小时(起落)数由飞机结构的疲劳寿命确定，主要针对疲劳关键件；而使用年限主要针对腐蚀关键件，由其所能达到的最大基金项目收稿日期通信作者日历使用时间确定。现有文献口≈]对腐

7、蚀疲劳关键件的研究纳入到日历寿命管理范畴，不能反映结构疲劳载荷与腐蚀环境的相互影响关系，也不能反映飞机实际服役环境与使用情况对腐蚀疲劳关键件寿命品质的影响。采用传统的日历寿命指标来控制飞机腐蚀疲劳关键件的使用寿命，会造成结构固有寿命值的浪费且可能存在一定的安全风险。文献[3]指出寿命预测新方法是未来工程结构的重要研究内容，而为了科学地进行飞机结构寿命管理，人们开展了大量的研究工作，发展了飞机日：国家自然科学基金(51201182)资助项目；陕西省自然科学基础研究(2014JQ7256)资助项目。：2013—12—24；修订日期：

8、2014一03—12：何宇廷，男，教授，博士生导师，E-mail：hyt666@tom．com。学A＆414南京航空航天大学学报第46卷历寿命的区域定寿法H]，基于动态S—N曲线累积损伤的结构日历寿命确定方法口1等，对腐蚀疲劳作用下金属材料寿命退化规律也进行了深