【摘要】：艦載機在其壽命期內(nèi)絕大部分時間都停放在母艦的甲板上或機庫內(nèi),隨母艦在海洋上駐留和游弋,受高溫、高濕和鹽霧等海洋性氣候環(huán)境的嚴酷影響。折疊翼是影響艦載機安全飛行的關(guān)鍵部件之一,在交變載荷作用下,其失效形式主要表現(xiàn)為疲勞破壞,再加上服役環(huán)境對金屬材料產(chǎn)生的嚴重腐蝕作用,腐蝕和疲勞的交互作用會造成折疊翼結(jié)構(gòu)承載性能的顯著下降,加快裂紋的形成與擴展,從而嚴重降低艦載機結(jié)構(gòu)的剩余強度和壽命。本文在考慮海洋腐蝕性環(huán)境影響的基礎(chǔ)上,總結(jié)目前結(jié)構(gòu)疲勞可靠性的研究進展,針對某型艦載機折疊翼進行關(guān)鍵部位的腐蝕疲勞可靠性分析方法研究。在考慮艦載機服役的腐蝕環(huán)境的基礎(chǔ)上,對飛機結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞可靠性分析的DCR法進行了系統(tǒng)的分析研究,該方法是將腐蝕對結(jié)構(gòu)的影響轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)細節(jié)疲勞額定值DFR的下降,再根據(jù)疲勞累積損傷理論,進行結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞可靠性壽命的計算,僅依據(jù)現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)便可求得多級載荷下的結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞壽命。本文總結(jié)了一個適用于飛機結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞可靠性分析的DCR法分析流程,給出多級載荷下飛機結(jié)構(gòu)任意可靠度、任意置信度下的腐蝕疲勞壽命的計算方法,以及結(jié)構(gòu)可靠度隨服役年限的變化規(guī)律。以某型艦載機折疊翼為例,建立了一個工程上分析折疊翼結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞壽命及可靠性的模型。首先對折疊翼進行了結(jié)構(gòu)組成和運動形式分析,利用三維造型軟件對折疊翼進行幾何建模,通過有限元分析軟件對其進行受力分析,由此確定折疊翼的腐蝕疲勞關(guān)鍵部位為前梁和中梁下接頭單耳內(nèi)孔,再結(jié)合折疊翼的疲勞載荷譜,得到梁接頭的應(yīng)力譜。在此基礎(chǔ)上,利用文中所描述的腐蝕疲勞可靠性分析DCR法,對前梁和中梁下接頭單耳進行腐蝕疲勞壽命及可靠度的分析計算,得出梁接頭單耳任意可靠度、任意置信度下的腐蝕疲勞壽命,以及可靠度R—T曲線。計算得到在每年400飛行小時的飛行強度下,前梁下接頭單耳99.9%可靠度、90%置信度下的腐蝕疲勞壽命為25年,中梁下接頭單耳99.9%可靠度、90%置信度下的腐蝕疲勞壽命為23年。并完成了無腐蝕下和腐蝕環(huán)境下疲勞壽命的對比分析,結(jié)果顯示腐蝕環(huán)境大大降低了結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能和疲勞壽命。該方法可以很好地預(yù)測結(jié)構(gòu)的腐蝕疲勞和可靠性性能,是工程上行之有效的分析方法。另外,本文還分析了結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)、環(huán)境系數(shù)、飛行強度等參數(shù)對中梁下接頭單耳腐蝕疲勞壽命的影響。結(jié)果表明,采取改進設(shè)計、增大結(jié)構(gòu)尺寸、提高防腐措施等方法可達到提高耳片腐蝕疲勞壽命的目的。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V271.492

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本文編號：2574003