PHM技术在航空结构疲劳寿命预测中的应用

作者： 宋博   祝青钰   曾照洋   来源： 机械强度 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： PHM   应力严重系数   局部应力应变法   疲劳寿命  

描述： 飞机机体结构疲劳失效几乎都发生在紧固件孔的孔边位置,结构疲劳断裂会导致飞机出现灾难性的事故,PHM技术可用于预报疲劳故障何时可能发生,从而实现自助式保障,降低使用和保障费用。基于失效物理模型,建立连接件疲劳寿命的预测方法,方法首先求解含孔构件的应力严重系数和疲劳缺口系数,然后对应变-寿命曲线的弹性段进行了修正使局部应力应变法同时适用于高、低周疲劳寿命的预测。结果表明,建立的疲劳寿命预测方法的计算结果与疲劳试验结果相比误差小于17%,说明了方法的有效性。

机床精度检测航空薄壁标准件的设计方法研究

作者： 江小辉   张振亚   李郝林   姚瑶   来源： 机械强度 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 加工性能   开闭角   曲线曲率   薄壁标准件   加工复杂度系数  

描述： 机床标准件的设计及优化一直是国内外关注的重点,因为其对于机床相关性能的检测及评估起到积极作用。结合国内外通用的五轴数控机床的标准试件的优缺点,并对比ISO国际标准试件、美国NASA979系列试件、"S"形试件等试件的结构特征与机床性能检测特性的优缺点,综合现有大部分航空零件的特征,考察了这一类型工件加工机床的特性,设计出"X"形新型航空薄壁标准试件。首先对"X"形航空薄壁试件进行有限元分析并对开闭角与曲线曲率连续性等特征进行计算,根据有限元分析结果首次提出加工复杂度系数概念,对比切削力与热载荷,切削力在残余应力生成中占主导地位,在只考虑切削力的作用下,深入研究了"X"形航空薄壁试件在几何造型和机械结构设计方面的特性,证明了"X"形航空薄壁试件能够优于其他标准试件,在数控机床多轴联动精度和动态刚度特性的检测方面更具全面性与优越性。为基于"X"型新型航空薄壁标准试件的五轴数控机床综合动态精度检测特性研究提供科学依据及有效方法。

飞机机身蒙皮均布增压疲劳裂纹萌生实验与仿真研究

作者： 刘礼平   张放   钟晓琨   鲍蕊   徐建新   秦文超   来源： 机械强度 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 均布增压   机身蒙皮   萌生   疲劳裂纹  

描述： 用自制飞机机身蒙皮均布增压疲劳模拟装置做实验,研究了机身结构蒙皮在均布增压循环载荷0 Psi～7.8Psi作用下的疲劳裂纹萌生情况。并通过有限元仿真分析,研究了机身结构蒙皮疲劳裂纹萌生位置以及疲劳裂纹萌生的先后顺序。研究表明,结构蒙皮在均布增压疲劳载荷作用下,拉钉孔左、右侧会发生疲劳裂纹萌生,疲劳裂纹萌生顺序主要与拉钉孔左、右侧的最大von Mises应力值大小有关,同时受结构蒙皮连接紧度的影响。

飞机机身蒙皮均布增压疲劳裂纹萌生实验与仿真研究

作者： 刘礼平   张放   钟晓琨   鲍蕊   徐建新   秦文超   来源： 机械强度 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 均布增压   机身蒙皮   萌生   疲劳裂纹  

描述： 用自制飞机机身蒙皮均布增压疲劳模拟装置做实验,研究了机身结构蒙皮在均布增压循环载荷0 Psi～7.8Psi作用下的疲劳裂纹萌生情况。并通过有限元仿真分析,研究了机身结构蒙皮疲劳裂纹萌生位置以及疲劳裂纹萌生的先后顺序。研究表明,结构蒙皮在均布增压疲劳载荷作用下,拉钉孔左、右侧会发生疲劳裂纹萌生,疲劳裂纹萌生顺序主要与拉钉孔左、右侧的最大von Mises应力值大小有关,同时受结构蒙皮连接紧度的影响。

飞机复合材料长桁面外拉伸失效分析

作者： 黄文超   朱照泽   来源： 机械强度 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 长桁   非线性   复合材料   面外拉伸  

描述： 考虑几何、材料以及接触非线性因素,引入Hoffman材料失效准则,采用Newton-Raphson增量迭代方法建立复合材料长桁面外拉伸失效有限元仿真方法。设计验证性试验,测试三种不同长桁构型面外拉伸失效载荷和破坏模式,绘制载荷-位移曲线,证明有限元分析方法准确、有效。分析有限元和试验测试结果,研究复合材料长桁面外拉伸失效影响因素,给出飞机强度设计指导。

飞机复合材料长桁面外拉伸失效分析

作者： 黄文超   朱照泽   来源： 机械强度 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 长桁   非线性   复合材料   面外拉伸  

描述： 考虑几何、材料以及接触非线性因素,引入Hoffman材料失效准则,采用Newton-Raphson增量迭代方法建立复合材料长桁面外拉伸失效有限元仿真方法。设计验证性试验,测试三种不同长桁构型面外拉伸失效载荷和破坏模式,绘制载荷-位移曲线,证明有限元分析方法准确、有效。分析有限元和试验测试结果,研究复合材料长桁面外拉伸失效影响因素,给出飞机强度设计指导。

模拟飞机梁结构连接件疲劳寿命分析

作者： 郑捷   刘洋   童明波   来源： 机械强度 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 预紧力模型   有限元分析   标记载荷   局部应力应变法   疲劳寿命  

描述： 分别采用试验和理论分析的方法对飞机梁结构连接件疲劳寿命进行预测。首先在雨流统计分析的基础上确定了标记载荷,试验结果表明:该种方法能定量地记录裂纹的起裂与扩展过程。然后建立了含有柔—柔接触与预紧力的飞机三维梁结构连接件的有限元模型,有限元模型的计算结果与静力试验结果一致,误差在10%以内。最后分别采用基于有限元的局部应力应变法和数值计算方法,预测了试验件疲劳裂纹的形成寿命。对比分析了这两种方法发现:直接由局部应力应变法得出的裂纹形成寿命偏危险;而基于Femfat的计算可以得出直观的损伤云图和偏保守的裂纹形成寿命,且与试验结果相一致。

航空结构仿真与试验应变一致性评估方法

作者： 郭瑜超   聂小华   张生贵   吴存利   来源： 机械强度 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 一致性   航空结构   静力试验   结构分析   应变  

描述： 针对航空结构,介绍了一种有限元仿真应变与试验应变的一致性评估方法。首先研究了基于单元形函数的单元任意点仿真应变插值方法以及仿真应变与相应测量应变方向一致性转换方法,其次基于最小二乘原理,对试验应变进行线性化修正,然后分别研究了基于图形分区的应变一致性评估方法以及基于概率统计的应变一致性评估方法。最后针对某大型民机结构进行了分析和试验一致性评估,评估结果可以为模型后续的修正提供支持。

模拟飞机梁结构连接件疲劳寿命分析

作者： 郑捷   刘洋   童明波   来源： 机械强度 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 预紧力模型   有限元分析   标记载荷   局部应力应变法   疲劳寿命  

描述： 分别采用试验和理论分析的方法对飞机梁结构连接件疲劳寿命进行预测。首先在雨流统计分析的基础上确定了标记载荷,试验结果表明:该种方法能定量地记录裂纹的起裂与扩展过程。然后建立了含有柔—柔接触与预紧力的飞机三维梁结构连接件的有限元模型,有限元模型的计算结果与静力试验结果一致,误差在10%以内。最后分别采用基于有限元的局部应力应变法和数值计算方法,预测了试验件疲劳裂纹的形成寿命。对比分析了这两种方法发现:直接由局部应力应变法得出的裂纹形成寿命偏危险;而基于Femfat的计算可以得出直观的损伤云图和偏保守的裂纹形成寿命,且与试验结果相一致。

航空结构仿真与试验应变一致性评估方法

作者： 郭瑜超   聂小华   张生贵   吴存利   来源： 机械强度 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 一致性   航空结构   静力试验   结构分析   应变  

描述： 针对航空结构,介绍了一种有限元仿真应变与试验应变的一致性评估方法。首先研究了基于单元形函数的单元任意点仿真应变插值方法以及仿真应变与相应测量应变方向一致性转换方法,其次基于最小二乘原理,对试验应变进行线性化修正,然后分别研究了基于图形分区的应变一致性评估方法以及基于概率统计的应变一致性评估方法。最后针对某大型民机结构进行了分析和试验一致性评估,评估结果可以为模型后续的修正提供支持。