民机结构细节疲劳额定强度测试研究与试验验证

摘要

在民机结构设计中必须考虑结构的耐久性问题，结构细节疲劳设计的优劣在很大程度上决定了整个飞机疲劳强度的高低，结构细节的设计水平，直接影响了结构的整体使用寿命。我国大型民用飞机的发展战略刚刚确立，国内的设计人员目前主要采用波音公司的疲劳分析工程方法(结构细节疲劳额定值法DFR(Detail fatigue rating))和国外手册提供的金属材料参数进行分析和设计。随着飞机设计思想的进步和技术水平的提高，新结构、新工艺、新材料不断出现在民机结构的设计中，因此，需要建立系统、科学、可靠的具有自主知识产权的结构细节设计方法，为新型号的预研打下坚实的技术基础，推动我国民机设计能力的快速发展。
　　以DFR法为基础的疲劳检查方法，统计数据数量庞大、来源繁杂，波音公司收集多年飞机服役的实测数据和材料试验数据确定了参数值。但是，其数据来源还停留在几十年前的数据，统计方法也较为落后。而形状参数、标准 S-N曲线斜度参数 s、等寿命曲线中参数σm0及结构细节数量的变化对DFR都有一定的影响。因此，本文根据当前DFR设计方法中的关键参数的确定，建立了统计分析模型DFR(α)，分析了形状参数对DFR的影响，为结构选材提供依据。
　　根据航空标准（HB）和ASTM标准对于国产材料疲劳试验，建立了可靠的规范的及面向工程研究应用的测试试验规范，并按此规范进行了18组495个铝合金试件进行了测试，获得疲劳实验数据，同时对两种实验数据统计方法进行了比较，为相关领域DFR测试提供支持。
　　用线性回归法对各组疲劳寿命进行分析，得到各组试件的疲劳寿命分布和形状参数。同时针对细节数对DFR影响进行了分析，得出了单细节估算多细节的概率统计模型，对不同材料方向，不同粗糙度试件的DFR进行统计分析。用分析结果和许用值进行比较。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 细节疲劳额定值研究国内外现状

1.3 疲劳试验数据统计分析方法研究现状

1.4 课题研究的来源和主要内容

第2章 关键参数对DFR值影响的研究

2.1引言

2.2形状参数取值对DFR值影响的研究

2.3 本章小结

第3章 DFR实验设计与数据处理方法比较研究

3.1 引言

3.2 DFR测试方法实验设计

3.3 试验件的设计和失效准则选定

3.4 试验与计算结果

3.5本章小结

第4章 试验件细节变化对DFR的影响分析

4.1 引言

4.2 疲劳试验数据统计分析方法应用

4.3 多细节试验件DFR计算与结果分析

4.4 单细节试验件DFR计算与结果分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢