针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝...针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝板的剩余强度试验得到铆钉孔直径、铆钉孔间距和裂纹萌生位置对结构剩余强度均有一定影响。其次,通过对裂纹萌生寿命分布进行随机抽样生成初始裂纹并使用组合法结合Paris公式,实现多裂纹随机扩展的模拟;在试验数据基础上,对传统的Irwin塑性区连通准则进行改进,发现改进的Irwin塑性区连通准则在孔间距大于10mm时的误差大大降低,并结合净截面屈服准则以获得更好的剩余强度预测结果;将随机性的裂纹萌生和扩展过程与确定性的剩余强度预测方法相结合,建立基于Monte-Carlo方法的MSD结构的失效概率预测模型。最后,通过算例分析,该模型能够得到MSD结构的失效概率曲线,实现结构安全性评估。结果表明MSD结构的失效概率会在短时间内迅速增加,需要在裂纹萌生寿命附近进行限制。展开更多
首先阐明组合法求解有限板多孔MSD(multiple site damage)应力强度因子的基本原理,然后就组合法运用中比较难以解决的多孔边裂纹间的修正系数问题,提出一种基于复变函数法的有效解决方法。将完善后的组合法应用于有限板多孔MSD应力强度...首先阐明组合法求解有限板多孔MSD(multiple site damage)应力强度因子的基本原理,然后就组合法运用中比较难以解决的多孔边裂纹间的修正系数问题,提出一种基于复变函数法的有效解决方法。将完善后的组合法应用于有限板多孔MSD应力强度因子的求解,计算某型飞机典型铆接壁板无主裂纹和含主裂纹两种情况的数值算例。通过与有限元结果的比较可知,该方法的计算结果精确、可靠,计算过程简单、易行。提出的近似解析方法能很好地应用于任意分布的有限板多孔MSD裂纹结构,在工程断裂问题中有较好的应用价值。展开更多
基于无预制裂纹3排平行孔平板的疲劳试验,对含相似应力水平的多细节结构产生多处损伤(Multiple Site Damage,MSD)的规律进行了研究。为了研究产生MSD结构中裂纹之间的干涉影响,利用Franc2D/L对主裂纹、等长双侧裂纹,等长单双裂纹、单孔...基于无预制裂纹3排平行孔平板的疲劳试验,对含相似应力水平的多细节结构产生多处损伤(Multiple Site Damage,MSD)的规律进行了研究。为了研究产生MSD结构中裂纹之间的干涉影响,利用Franc2D/L对主裂纹、等长双侧裂纹,等长单双裂纹、单孔等长双裂纹四种开裂模式的裂纹应力强度因子进行了计算分析。计算结果表明:裂纹扩展初期,裂纹主要受到自身开裂孔的干涉影响,四种模式下裂纹的无量纲应力强度因子比较相近;随着裂纹长度的增加,试验和有限元结果都表明了裂纹间的干涉影响显著加快了裂纹的扩展速度。展开更多
老龄飞机中由于多裂纹的产生将导致结构剩余寿命大幅削减。针对如飞机机舱上布有沿纵向铆钉接头的隔板结构,文中给出一种分析多部位损伤结构剩余强度的方法。裂纹扩展模型是分析的基础,文中对两类(单参量和三参量)扩展模型进行讨论,给...老龄飞机中由于多裂纹的产生将导致结构剩余寿命大幅削减。针对如飞机机舱上布有沿纵向铆钉接头的隔板结构,文中给出一种分析多部位损伤结构剩余强度的方法。裂纹扩展模型是分析的基础,文中对两类(单参量和三参量)扩展模型进行讨论,给出裂纹在增量载荷下萌生与稳定扩展的处理方法。基于Irwin和Dugdale裂尖张开位移模型与Swift准则,给出较为完整的分析多部位损伤(multiple site damage,MSD)结构剩余强度的方法。最后,通过对飞机压力舱上的沿纵向铆钉接头的模拟计算,对文中方法进行验证。由分析结果可知,采用文中方法计算得到的剩余强度值与试验值符合得较好,该方法能较为准确有效地对复杂MSD结构的剩余强度进行分析。展开更多
多孔多损伤(multiple site damage,MSD)加筋结构的损伤容限评定,特别是MSD裂纹应力强度因子(stress inten-sity factor,SIF)的精确求解是当今航空工程中亟待解决的问题。文中采用铆钉的两种表现形式(常规2D元和简化的弹簧元)的组合方式...多孔多损伤(multiple site damage,MSD)加筋结构的损伤容限评定,特别是MSD裂纹应力强度因子(stress inten-sity factor,SIF)的精确求解是当今航空工程中亟待解决的问题。文中采用铆钉的两种表现形式(常规2D元和简化的弹簧元)的组合方式,建立含MSD多铆钉多筋条加筋平板结构的有限元模型,通过计算得到加筋板不同损伤模式下SIF随裂纹扩展历程变化规律的曲线,与已有的文献比较表明,本文数值结果精确、方法可靠,即不同长度裂纹的SIF计算可有效地通过FTRANC2D/L软件的裂纹扩展功能实现;同时分析MSD、腐蚀损伤、铆钉与孔间的干涉配合、铆钉材料及直径和筋条刚度等因素对SIF的影响规律,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。展开更多
文摘针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝板的剩余强度试验得到铆钉孔直径、铆钉孔间距和裂纹萌生位置对结构剩余强度均有一定影响。其次,通过对裂纹萌生寿命分布进行随机抽样生成初始裂纹并使用组合法结合Paris公式,实现多裂纹随机扩展的模拟;在试验数据基础上,对传统的Irwin塑性区连通准则进行改进,发现改进的Irwin塑性区连通准则在孔间距大于10mm时的误差大大降低,并结合净截面屈服准则以获得更好的剩余强度预测结果;将随机性的裂纹萌生和扩展过程与确定性的剩余强度预测方法相结合,建立基于Monte-Carlo方法的MSD结构的失效概率预测模型。最后,通过算例分析,该模型能够得到MSD结构的失效概率曲线,实现结构安全性评估。结果表明MSD结构的失效概率会在短时间内迅速增加,需要在裂纹萌生寿命附近进行限制。
文摘首先阐明组合法求解有限板多孔MSD(multiple site damage)应力强度因子的基本原理,然后就组合法运用中比较难以解决的多孔边裂纹间的修正系数问题,提出一种基于复变函数法的有效解决方法。将完善后的组合法应用于有限板多孔MSD应力强度因子的求解,计算某型飞机典型铆接壁板无主裂纹和含主裂纹两种情况的数值算例。通过与有限元结果的比较可知,该方法的计算结果精确、可靠,计算过程简单、易行。提出的近似解析方法能很好地应用于任意分布的有限板多孔MSD裂纹结构,在工程断裂问题中有较好的应用价值。
文摘基于无预制裂纹3排平行孔平板的疲劳试验,对含相似应力水平的多细节结构产生多处损伤(Multiple Site Damage,MSD)的规律进行了研究。为了研究产生MSD结构中裂纹之间的干涉影响,利用Franc2D/L对主裂纹、等长双侧裂纹,等长单双裂纹、单孔等长双裂纹四种开裂模式的裂纹应力强度因子进行了计算分析。计算结果表明:裂纹扩展初期,裂纹主要受到自身开裂孔的干涉影响,四种模式下裂纹的无量纲应力强度因子比较相近;随着裂纹长度的增加,试验和有限元结果都表明了裂纹间的干涉影响显著加快了裂纹的扩展速度。
文摘老龄飞机中由于多裂纹的产生将导致结构剩余寿命大幅削减。针对如飞机机舱上布有沿纵向铆钉接头的隔板结构,文中给出一种分析多部位损伤结构剩余强度的方法。裂纹扩展模型是分析的基础,文中对两类(单参量和三参量)扩展模型进行讨论,给出裂纹在增量载荷下萌生与稳定扩展的处理方法。基于Irwin和Dugdale裂尖张开位移模型与Swift准则,给出较为完整的分析多部位损伤(multiple site damage,MSD)结构剩余强度的方法。最后,通过对飞机压力舱上的沿纵向铆钉接头的模拟计算,对文中方法进行验证。由分析结果可知,采用文中方法计算得到的剩余强度值与试验值符合得较好,该方法能较为准确有效地对复杂MSD结构的剩余强度进行分析。
文摘多孔多损伤(multiple site damage,MSD)加筋结构的损伤容限评定,特别是MSD裂纹应力强度因子(stress inten-sity factor,SIF)的精确求解是当今航空工程中亟待解决的问题。文中采用铆钉的两种表现形式(常规2D元和简化的弹簧元)的组合方式,建立含MSD多铆钉多筋条加筋平板结构的有限元模型,通过计算得到加筋板不同损伤模式下SIF随裂纹扩展历程变化规律的曲线,与已有的文献比较表明,本文数值结果精确、方法可靠,即不同长度裂纹的SIF计算可有效地通过FTRANC2D/L软件的裂纹扩展功能实现;同时分析MSD、腐蚀损伤、铆钉与孔间的干涉配合、铆钉材料及直径和筋条刚度等因素对SIF的影响规律,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。
