王彬文,陈先民,苏运来,孙汉斌,杨宇,樊俊铃

中国飞机强度研究所,西安 710065

近几十年的使用经验表明,除去人为因素(误操作)和超常环境因素(如风暴、雷击等)外,在重复载荷作用下的结构疲劳断裂仍然是影响飞机结构安全性和可靠性的主要因素,是结构发生灾难性破坏的主要模式。航空结构疲劳主要研究材料、制造工艺、结构布局、细节设计、使用环境等因素对飞行器(主要指飞机)结构耐久性/损伤容限性能的影响,以及无损检测、健康监测、腐蚀防护、结构维修等手段对飞行器服役/使用寿命的影响。现有飞机结构完整性大纲要求的强度设计准则中规定,必须建立贯穿飞机结构设计、分析、制造、试验验证、维修等整个寿命周期的航空疲劳技术体系,以确保飞机结构系统运行良好及其服役的安全性。

航空结构疲劳的设计理念与研究内容伴随着航空技术的提高、飞机性能的提升而发展。飞机的飞行速度从最开始的低速发展到亚声速,然后再到超声速,飞机结构的性能要求也从最初的安全性陆续提出了机动性、可靠性、舒适性、适应性等要求,设计理念也经历了从静强度设计、安全寿命设计、破损安全-损伤容限设计、耐久性/损伤容限设计直到完整性可靠性设计的发展过程[1-4]。在安全寿命设计思想指导下,航空疲劳的主要研究内容为基于S-N曲线的名义应力法开展结构的裂纹萌生寿命分析,考虑几何形状、应力集中等因素对结构疲劳寿命的影响。……