飞机结构疲劳强.pptx
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1、2 2 飞机结构疲劳强度计算飞机结构疲劳强度计算疲劳设计的概念疲劳设计的概念 在交变载荷作用下,即使应力水平较低,处于弹性范围在交变载荷作用下,即使应力水平较低,处于弹性范围内,经过若干次循环后,也会发生断裂,称为内,经过若干次循环后,也会发生断裂,称为疲劳疲劳。交变载荷交变载荷,是指随时间变化的载荷,载荷可以是力、,是指随时间变化的载荷,载荷可以是力、应力、应变、位移等。应力、应变、位移等。第1页/共30页 轴轴 叶轮叶轮 疲劳断裂破坏疲劳断裂破坏第2页/共30页 转子轴转子轴 疲劳开裂疲劳开裂 疲劳断裂破坏疲劳断裂破坏第3页/共30页疲劳破坏的一般特征疲劳破坏的一般特征构件交变应力远小于材
2、料的静强度极限,破坏发生。构件交变应力远小于材料的静强度极限,破坏发生。疲劳破坏在宏观上无明显塑性变形,低应力脆断。疲劳破坏在宏观上无明显塑性变形,低应力脆断。疲劳破坏是一个累积的过程,即裂纹形成、扩展、断裂。疲劳破坏是一个累积的过程,即裂纹形成、扩展、断裂。疲劳破坏常具有局部性质,因此改变局部设计就可以延长疲劳破坏常具有局部性质,因此改变局部设计就可以延长结构寿命。结构寿命。疲劳断口在宏观和微观上均具有特征,可以借助断口分析疲劳断口在宏观和微观上均具有特征,可以借助断口分析判断是否属于疲劳破坏。判断是否属于疲劳破坏。第4页/共30页断裂机理断裂机理 目的:寻找产生裂纹的原因及制定飞机结构合理
3、的疲劳目的:寻找产生裂纹的原因及制定飞机结构合理的疲劳 设计和维修方案的重要依据。设计和维修方案的重要依据。分为分为疲劳源疲劳源扩展区扩展区瞬断区。瞬断区。第5页/共30页疲劳断口疲劳断口(a)(b)(c)(a)疲劳断口宏观形貌(b)疲劳断口示意图(c)疲劳条纹的微观图象疲劳源 疲劳裂纹扩展区“贝纹”状花样 瞬时断裂区 第6页/共30页疲劳强度疲劳强度1 1、交变应力、交变应力常用导出量:常用导出量:常用导出量:常用导出量:平均应力平均应力平均应力平均应力 S S S Sm m m m=(S=(S=(S=(Smaxmaxmaxmax+S+S+S+Sminminminmin)/2)/2)/2)/
4、2 应力幅应力幅应力幅应力幅 S S S Sa a a a=(S=(S=(S=(Smaxmaxmaxmax-S-S-S-Sminminminmin)/2 )/2 )/2 )/2 应力比或循环特性参数应力比或循环特性参数应力比或循环特性参数应力比或循环特性参数 R=SR=SR=SR=Sminminminmin/S/S/S/Smaxmaxmaxmax 应力变程应力变程应力变程应力变程 D D D DS=SS=SS=SS=Smaxmaxmaxmax-S-S-S-Sminminminmin第7页/共30页定义:平均应力定义:平均应力 Sm=(Smax+Smin)/2 (1)应力幅应力幅 Sa=(Sma
5、x-Smin)/2 (2)应力变程应力变程 D DS=Smax-Smin (3)应力比或循环特性参数应力比或循环特性参数 R=Smin/Smax(1)式二端除以式二端除以Smax,有,有 Sm=(1+R)/2Smax (4)(2)式二端除以式二端除以Smax,有,有 Sa=(1-R)/2Smax (5)(5)式除以式除以(4)式,有式,有 Sa=(1-R)/(1+R)Sm (6)Smax、Smin、Sm、Sa、D DS、R等量中,等量中,只要已知二个,即可导出其余各量。只要已知二个,即可导出其余各量。第8页/共30页设计:用设计:用S Smaxmax,S Sminmin ,直观;,直观;试验:
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- 关 键 词:
- 飞机 结构 疲劳
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