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第1章 绪论 1

1.1直升机疲劳强度工作的特点 1

1.2直升机疲劳强度工作的意义 2

1.3直升机疲劳强度的工作内容 4

1.3.1动部件结构 4

1.3.2机体结构 8

1.4零部件分类 9

1.5疲劳评定结构认定 11

第2章 疲劳基础 14

2.1疲劳的基本概念 15

2.1.1疲劳破坏的特征 16

2.1.2疲劳破坏的类型 17

2.1.3疲劳破坏机理 18

2.1.4疲劳破坏断口分析 20

2.1.5交变应力 22

2.2疲劳设计的一般要求及准则 25

2.2.1疲劳设计的一般要求 26

2.2.2疲劳设计准则 27

2.3复合应力法则 30

2.4等寿命曲线及平均载荷处理原则 31

2.4.1线性古德曼曲线修正 33

2.4.2抛物线修正 36

2.4.3复合材料的平均载荷修正 37

2.5累积损伤理论 38

2.5.1线性累积损伤理论 38

2.5.2相对线性累积损伤理论 41

2.5.3非线性累积损伤理论 42

第3章 影响疲劳强度的因素 45

3.1应力集中的影响 45

3.2尺寸的影响 52

3.2.1尺寸效应机制 55

3.2.2影响因素 56

3.3表面状态的影响 56

3.3.1表面加工粗糙度 57

3.3.2表层组织结构 58

3.3.3表层应力状态 58

3.4载荷的影响 61

3.5环境的影响 64

3.6提高疲劳强度的方法 66

3.6.1合理地选材 66

3.6.2注重结构细节设计，减缓局部应力集中 67

3.6.3提高疲劳强度的工艺方法 70

3.6.4连接件的细节设计 77

第4章 环境谱 85

4.1地面停放环境谱 85

4.1.1环境要素的选取 86

4.1.2建立环境数据库 87

4.1.3环境要素的简化与处理 87

4.1.4地面停放环境谱编制 92

4.2空中环境谱 97

4.2.1环境要素随高度变化规律 97

4.2.2飞行中结构的热环境 101

4.2.3空中飞行环境谱 102

4.3局部环境谱 104

4.3.1局部环境谱的定义 104

4.3.2局部环境谱编制方法 105

4.3.3典型结构局部环境谱编制实例 105

4.4载荷／环境谱 108

4.4.1停—飞—停环境谱 108

4.4.2载荷／环境谱编制方法 110

4.5当量折算原理及当量环境谱 112

4.5.1环境腐蚀度量参量 112

4.5.2环境谱的当量折算原理 113

4.5.3环境谱的当量折算方法 115

4.5.4当量环境谱的折算要求 121

第5章 任务谱 123

5.1飞行谱 124

5.1.1飞行谱编制原则 124

5.1.2飞行谱编制方法 124

5.1.3飞行谱编制实例 127

5.2任务剖面 135

5.2.1任务剖面编制依据及要求 136

5.2.2任务剖面划分 136

5.2.3任务段及其顺序 137

5.2.4典型任务剖面实例 137

5.3飞行谱改变对疲劳损伤的影响 139

5.3.1飞行状态的载荷分布及损伤 139

5.3.2飞行状态时间比例的变化分析 142

5.3.3飞行状态对疲劳损伤的影响分析 143

5.3.4几种特殊情况的疲劳损伤分析 145

第6章 载荷谱 150

6.1引言 150

6.2载荷预估 150

6.3设计载荷谱 152

6.3.1振动疲劳载荷谱 152

6.3.2瞬态疲劳载荷谱 159

6.3.3功率谱 161

6.3.4瞬态功率谱 165

6.3.5疲劳试验谱 166

6.4飞行载荷测试 167

6.4.1测试条件 168

6.4.2测试范围和测点布置 169

6.4.3飞行状态 176

6.4.4飞行参数 176

6.4.5载荷标定 176

6.4.6测试要求 180

6.4.7测试程序 181

6.4.8测试数据处理 182

6.4.9实测载荷 189

6.4.10测试报告 191

6.5实测载荷谱 191

6.5.1术语和定义 191

6.5.2编制程序 192

6.5.3数据处理 193

6.5.4振动疲劳载荷谱 200

6.5.5瞬态疲劳载荷谱 203

6.5.6功率谱 206

6.5.7瞬态功率谱 210

6.5.8疲劳试验谱 214

6.5.9机体结构疲劳试验谱 217

6.5.10损伤容限谱 239

第7章 疲劳设计 246

7.1结构的疲劳极限 248

7.1.1疲劳试验的单件疲劳极限 249

7.1.2结构的平均疲劳极限 250

7.1.3安全疲劳极限 254

7.2疲劳强度分散性 255

7.2.1疲劳强度减缩系数 255

7.2.2疲劳寿命分散系数 257

7.3高周疲劳S-N曲线 258

7.3.1高周疲劳S-N曲线方程 259

7.3.2高周疲劳S-N曲线形状参数 259

7.4低周疲劳S-N曲线 260

7.5金属材料结构的疲劳全范围S-N曲线 261

7.5.1平均S-N曲线 261

7.5.2试验安全S-N曲线 262

7.5.3计算安全S-N曲线 263

7.6复合材料结构的疲劳全范围S-N曲线 265

7.6.1平均S-N曲线 265

7.6.2试验安全S-N曲线 266

7.6.3计算安全S-N曲线 267

7.7常用材料的S-N曲线 268

7.8无限寿命设计 280

7.9安全寿命设计 281

7.9.1高周疲劳安全寿命设计方法 282

7.9.2低周疲劳安全寿命设计方法 286

7.9.3高、低周组合疲劳安全寿命设计方法 289

7.10应力严重系数法 292

7.10.1应力严重系数的概念 293

7.10.2寿命估算方法 298

7.11局部应力—应变法 301

7.11.1材料疲劳特性 304

7.11.2载荷—应变标定曲线法 305

7.11.3修正Neuber法 310

第8章 损伤容限设计 314

8.1引言 314

8.2线弹性断裂力学简介 315

8.2.1裂纹类型 315

8.2.2断裂韧性 316

8.2.3断裂门槛值△Kth 321

8.2.4有限宽板的应力强度因子 325

8.2.5裂纹尖端塑性区的影响 326

8.3疲劳裂纹扩展速率 328

8.3.1疲劳裂纹的亚临界扩展 328

8.3.2裂纹扩展特性 330

8.3.3裂纹扩展速率da／dN表达式 332

8.3.4裂纹扩展广义da／dN-△K曲面 339

8.4剩余寿命估算 341

8.5损伤容限设计 343

8.5.1结构材料的选择 345

8.5.2结构形式 346

8.5.3检测程序与安全工作能力 348

8.5.4损伤容限设计要求 349

8.6金属材料结构的损伤容限分析 353

8.7复合材料结构的损伤容限分析 359

8.8安全寿命与损伤容限相结合的评估方法 359

8.9缺陷容限安全寿命设计方法 364

第9章 腐蚀疲劳设计 365

9.1引言 365

9.1.1直升机结构的疲劳定寿技术特点 366

9.1.2直升机结构的寿命可靠性指标体系 366

9.1.3直升机结构的腐蚀疲劳行为特点 368

9.1.4直升机结构腐蚀疲劳的修正方法 369

9.1.5腐蚀疲劳评定的基本术语和概念 370

9.2腐蚀等级评价 371

9.3典型材料的等级腐蚀疲劳试验 373

9.3.1定级腐蚀 374

9.3.2 S-N曲线疲劳特性试验 374

9.4 F-S-N曲线 375

9.5等级腐蚀疲劳强度影响系数 378

9.6等级腐蚀疲劳寿命影响系数 378

9.7典型结构的腐蚀疲劳影响验证 380

9.8当量关系 380

9.9日历腐蚀疲劳强度影响系数 381

9.10标准T-S-N曲线 382

9.11疲劳载荷标准谱 383

9.12标准寿命曲线 386

9.13日历腐蚀疲劳寿命影响系数 387

9.13.1高周疲劳（动部件） 387

9.13.2低周疲劳（机体件） 389

9.14日历腐蚀疲劳寿命修正系数 390

9.15均衡使用情况腐蚀疲劳修正系数 392

9.16工程应用 395

第10章 直升机动部件疲劳可靠性设计 397

10.1引言 397

10.2设计准则 397

10.3疲劳可靠性指标及分配 398

10.3.1比例分配法 399

10.3.2评分法 399

10.3.3模糊分配法 400

10.4疲劳载荷谱的可靠性模型 404

10.5疲劳强度的可靠性模型 412

10.6疲劳可靠性设计分析方法 412

10.6.1无限寿命结构的疲劳可靠性设计与分析方法 413

10.6.2有限寿命（安全寿命）结构的可靠性设计与分析方法 415

第11章 疲劳质量控制 418

11.1引言 418

11.2原型机研制阶段 418

11.2.1疲劳设计 418

11.2.2疲劳分析 420

11.3设计定型阶段 421

11.4批量生产阶段 421

11.4.1疲劳关键件的工艺冻结 421

11.4.2超差处理 422

11.4.3材料代用 423

11.4.4转厂生产 423

11.4.5疲劳质量抽样检验要求 424

11.4.6疲劳质量抽样检验方法 425

11.5飞行使用阶段 430

11.5.1监测任务剖面 431

11.5.2监测飞行状态 431

11.5.3监测飞行载荷 433

11.5.4结构完整性监控 433

参考文献 435