刘吉 田俊 徐文娟 潘浩

摘要：某型飞机应急动力系统管路法兰卡箍出現裂纹，给飞行安全带来严重隐患。为分析卡箍箍带裂纹产生原因，采用有限元方法进行静载分析，计算出静载荷作用下卡箍的应力分布，再基于静载分析结果进行疲劳仿真分析，得到其整体寿命分布及疲劳危险区域分布状况。将计算结果与实际发现的疲劳裂纹处进行对比，验证了疲劳分析的有效性，并根据有限元分析结果提出改善箍带疲劳特性的结构方案，可为相似零部件的疲劳性能分析及改善提供参考。

关键词：卡箍；疲劳分析；有限元方法

Keywords：hoop；fatigue analysis；finite element method

0 引言

某型飞机应急动力系统是一个双能源的动力系统，为飞机提供应急液压能和应急电能。应急动力系统在发动机到涡轮动力装置的引气管上安装了多个法兰卡箍，卡箍用于连接引气管路及引气单向活门、引气关断调节阀，起到紧箍作用。在飞机大修时，维修人员发现该卡箍存在螺栓螺纹损坏、箍带折弯处外表面裂纹，其中，箍带折弯处外表面裂纹较普遍，如图1所示。若在使用中卡箍因箍带裂纹造成引气管路漏气，将给飞行安全带来严重隐患，为此需对卡箍箍带裂纹的产生原因进行分析。

1 基于有限元的疲劳寿命分析

1.1 疲劳积累损伤原理

1.2 分析流程

采用有限元法进行疲劳分析的基本思路为：首先进行静强度分析，算出结构在静载荷作用下的应力分布；然后定义疲劳的载荷谱、材料循环特性，根据所需的疲劳准则对每一个载荷作用进行分析计算[4]；……