服役环境下腐蚀坑等效为表面裂纹的有效性分析

对取自退役飞机机翼蒙皮的光滑试件进行了等幅疲劳试验,通过疲劳断口分析得到了服役环境下飞机主体材料LY12CZ 铝合金蚀坑的拓扑特征.基于飞机结构的实际腐蚀尺寸,将蚀坑的宽度和深度作为等效裂纹的长轴和短轴,并应用 Stress Check 软件对蚀坑等效为裂纹的可行性进行了有限元分析.结果表明:实际蚀坑与等效裂纹对结构应力分布的影响十分相似;应力强度因子在蚀坑等效前后数值大小和变化趋势不大.在分析蚀坑对典型试件疲劳寿命影响时将蚀坑等效成半椭圆形裂纹,选取 Walker 公式作为扩展速率模型,并与试验值进行了对比.结果表明:预测值与试验值比较吻合,最大误差为9.23%,满足工程需求.     

应力场强(SFI)法下的疲劳缺口系数K_f的计算

着重研究场强法理论下疲劳缺口系数Kf的计算．结果表明应力场强法理论下的疲劳缺口系数Kf与试验结果符合得较好,用应力场强法理论计算得到的等幅和变辐载荷的寿命与试验寿命也符合得较好．     

非共面双裂纹扩展相互作用的试验及模拟

对非共面双裂纹进行了疲劳试验,分析认为其裂纹扩展属于三型复合型裂纹;建立了双裂纹结构有限元模型,通过计算裂纹前端应力强度因子并结合复合型裂纹的扩展特性及断裂准则,对裂纹相对尺寸、相对位置对其扩展的影响以进行了研究。结果表明:当偏移距离与较长裂纹尺寸的比值大于较短裂纹尺寸与较长裂纹尺寸的比值时,裂纹间相互作用较小,对疲劳寿命几乎没有影响;反之裂纹间相互作用较大,将会减少疲劳寿命。     

具有表面凹坑的半无限体三维应力集中系数有限元研究

利用ANSYS有限元软件对半无限体表面球形和半椭球形凹坑的三维应力集中系数进行了计算，该方法简单易行，省时省力；并将所得数据与试验结果作了对比，两者吻合较为一致，说明利用该软件分析三维应力集中问题有效可行。研究结果表明：应力集中系数随泊松比μ、曲率r及凹坑与结构相对尺寸的增加而变大；对于椭球凹坑，在深度一定时，增加凹坑与表面相交面积，可以减小应力集中系数，削去部分的形状，以与凹坑相切，且在载荷方向上有长轴的椭圆或圆弧组合为宜。     

基于ANSYS的缺口和裂纹对结构应力分布影响有限元研究

缺口和裂纹都会对结构的应力分布产生影响，过去对这两个领域的研究一直平行发展，交叉领域的研究比较少。本文应用有限元软件ANSYS，分析了金属材料中缺口根部和裂纹尖端的应力分布。有限元计算结果与Taylor^[1]的理论分析一致，即在缺口和裂纹根部存在一临界距离，大于这一临界距离时，缺口和裂纹具有类似的应力值，并都易受尺寸因素的影响；临界距离内的应力与最大应力之比只同缺口半径有关，而与结构绝对尺寸无关。文中并对缺口和裂纹交叉领域以后的研究方向提出了看法。     

考虑日历环境影响的结构日历寿命研究

为科学地确定飞机结构的日历寿命，本文认为飞机结构的损伤历程是地面停放环境和空中疲劳载荷协同作用的结果，并提出以动态的S－N曲线为基础，采用传统的名义应力法和Miner累积损伤理论来估算结构日历寿命的方法。