多位置损伤结构疲劳寿命的试验研究及分析.pdf

《多位置损伤结构疲劳寿命的试验研究及分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42015年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2015文章编号：1001—2265(2015)04—0042—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．04．010多位置损伤结构疲劳寿命的试验研究及分析赵晋芳，赵群(1．沈阳工学院机械与运载学院，辽宁抚顺113122；2．沈阳工程学院机械学院，沈阳110136)摘要：多位置损伤(MultipleSiteDamage，MSD)是老龄飞机在服役期间的一种重要损伤形式，其典型结构表现为含

2、孔边裂纹的有限板结构。文章对典型MSD结构进行了疲劳试验研究，旨在通过观察其裂纹扩展和疲劳寿命的情况，得到一系列具有工程应用价值的结论。试验结果表明，多位置损伤会使结构剩余强度明显降低、裂纹扩展寿命显著缩短，对飞机结构的安全性形成极大威胁，认识MSD的裂纹扩展规律有着重要的理论意义和工程实用价值。关键词：多位置损伤结构；裂纹扩展；疲劳寿命；试验研究中图分类号：TH16；TG506文献标识码：ATestingResearchandAnalysisonFatigueLifeofMSDStructureZHA0Jin—fang，ZHAOQun(1．CollegeofMech

3、anicalandVehicleEngineering，ShenyangInstituteofTechnology，FushunLiaoning113122，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，ShenyangInstituteofEngineering，Shenyang110136，China)Abstract：Multiplesitedamage(MSD)isoneoftheimportantcharactersofagingaircraftsubjectedtolong—termfatigue，anditstypical

4、structureisfiniteplatecontainingseveralhole-edgecracks．ThispaperusedfatiguetestmethodontypicalMSDstructurestoobservethephenomenonofcrackpropagation，toanal—ysistheresultofthecrackpropagationandobtainaseriesofvaluableconclusions．ThetestresultsshowthatMSDstructureswouldobviouslyreducethere

5、sidualstrength，shortenthecrackgrowthlifeanddebasethesafetycapacity．However，understandingthecrackpropagationlawofMSDstructurehasimportanttheorysignificanceandpracticalvalue．Keywords：MSDstructure；crackpropagation；fatiguelife；testingresearch限元软件在对疲劳裂纹问题进行计算时往往需要进行0引言十分复杂的流程操作，因而在实际应用上或多或少也

6、随着飞机使用年限的增加，搭接板(壳)结构中的受到了一定的局限。裂纹随机分布于一排共线铆钉孔的边缘，这便构成了本文采用试验方法对含MSD某型飞机典型铆接飞机结构中典型的多部位损伤(MSD)的几何特征。壁板进行分析。通过观察板上各孔边裂纹的裂纹扩展这种结构会对飞机的结构安全性形成极大威胁，因此现象，记录其裂纹扩展寿命，总结出典型MSD结构的认识其发展变化规律有着十分重要的意义¨4。。裂纹扩展规律。计算疲劳裂纹扩展的方法通常有理论方法、仿真方法和试验方法。在利用理论方法计算MSD裂纹1试验过程的疲劳扩展寿命时，通常需要先计算裂纹的应力强度1．1研究对象与结构模型因子，由于M

7、SD结构复杂且通常具有多个疲劳源，因选取飞机典型铆接壁板结构模拟件一有限共线5此利用解析法计算MSD结构应力强度因子具有一定孑L边对称裂纹结构进行试验。试样结构及具体尺寸见的难度。随着有限元软件的发展，运用有限元方法对如图1所示。MSD裂纹的疲劳扩展进行仿真求解成为了一种较壁板各孔边两侧线切割1mm预制切口，壁板的线新颖的尝试。但ANSYS、ABAQUS、NASTRA等大型有切割位置及尺寸在图1中也有呈现。模拟件壁板采用收稿日期：2014—07—31；修回日期：2014—09—15基金项目：沈阳工学院重大课题支持基金(SGZ201403)；沈阳工学院