宋欣,沈华,陈龙宝,李天玉

哈尔滨理工大学 机械动力工程学院,哈尔滨 150080

如果把新材料、新工艺应用到飞机结构设计中,按照《运输类飞机适航标准》的25.571条款规定,就必须进行有试验依据的分析和验证[1]。航空公司参考以往的设计经验,通过试验和分析建立了量化评估结构细节疲劳强度的方法,并将其应用在民机结构设计的整个阶段,大大提高了设计效率与质量。当前的评估方法主要有美国波音公司提出的细节疲劳额定值(Detail Fatigue Rating,DFR)法[2-3]、欧洲空客公司提出的疲劳质量指数(Airbus Fatigue Index,AFI)法[4]和应力严重系数(Stress Severity Factor,SSF)法[5-6]等。中国民机结构的疲劳强度与寿命评估方法是以波音公司的DFR法为基础发展的,以应力比R= 0.06、可靠性疲劳寿命N95/95=105对应的最大应力作为结构细节疲劳品质的度量。

虽然国内外的民机材料和结构制造工艺存在差异,但中国传统上仍采用波音公司确定的材料参数值和设计系数,在常幅谱和载荷谱下,根据N95/95、R和最大应力σmax计算DFR[7-9]。波音公司的双参数Weibull分布形状参数α的估计值是采用统计学文献中非常少见的头两序数估计法获得的[10],其余DFR计算参量大多与其相关。随着民机材料国产化和新材料、新工艺在民机结构上应用进程的推进,材料参数值和设计系数是否依旧采用波音公司的给定值,以及参数值变化带来的DFR偏差水平,已成为设计人员必须判断与分析的问题。此外,现有的DFR计算参量敏感性分析是基于单变量进行分析的[11],而实际情况下,当统计参数变化时,尤其是α的变化会对多个计算参量产生影响,因此需要更详细的研究。……