民机结构耐久性损伤容限设计手册 损伤容限设计与分析 下PDF电子书下载

第1章 损伤容限设计要求 1

1.1 断裂力学基础 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 裂纹体受载模式 1

1.1.3 裂纹尖端应力场 1

1.1.4 应力强度因子 2

1.1.5 断裂准则——K准则 3

1.1.6 裂纹尖端塑性区 3

1.1.7 裂纹扩展速率 4

1.1.8 变幅载荷对裂纹扩展的影响 5

1.2 损伤容限原理 6

1.2.1 飞机结构主要损伤源 6

1.2.2 损伤容限工程 7

1.2.3 损伤容限设计目的 8

1.2.4 损伤容限设计要素 8

1.2.5 结构类型 10

1.3 损伤容限设计要求 14

1.3.1 适航条例 14

1.3.2 重要结构件（PSE）的选择 15

1.3.3 剩余强度载荷要求 16

1.3.4 载荷／环境谱 16

1.3.5 最大损伤范围 16

1.3.6 初始损伤假设 18

1.3.7 广布疲劳损伤假设 19

第2章 损伤容限结构设计原则 22

2.1 基本要求 22

2.1.1 损伤容限结构设计特点 22

2.1.2 损伤容限结构设计措施 22

2.2 结构布局 23

2.2.1 一般原则 23

2.2.2 典型结构实例 24

2.3 结构选材 26

2.3.1 一般原则 26

2.3.2 典型实例 26

2.4 应力水平控制 27

2.5 结构细节设计 28

2.6 减缓裂纹扩展速率的工艺措施 29

2.6.1 强化技术的选用原则 29

2.6.2 强化技术应用条件 29

2.7 可检性和维修性设计 30

2.7.1 一般要求 30

2.7.2 可检性设计实例 30

2.8 腐蚀防护措施 32

2.8.1 合理地选择材料 32

2.8.2 合理的材料接触 32

2.8.3 密封、防水和排水 33

2.8.4 镀层和涂层保护 34

第3章 损伤容限评定步骤 35

3.1 损伤容限评定步骤 35

3.1.1 评定框图 35

3.1.2 评定步骤 35

3.2 损伤容限（离散源）评定步骤 42

3.2.1 评定框图 42

3.2.2 评定步骤 42

第4章 典型开裂模式 44

4.1 简单连接结构 45

4.2 机翼及尾翼 46

4.2.1 典型蒙皮和Z型桁条加筋结构的开裂 46

4.2.2 典型蒙皮和对接桁条结构的开裂 47

4.2.3 翼梁缘条和相连蒙皮开裂 48

4.2.4 翼梁缘条和相连腹板开裂 49

4.3 机身 50

4.3.1 机身上部蒙皮和帽型桁条开裂 50

4.3.2 主裂纹处于两桁条中央的机身蒙皮开裂 51

4.3.3 对接铆钉排或桁条下方的机身蒙皮中央主裂纹 52

4.3.4 框和止裂带破坏时的机身蒙皮裂纹 53

4.4 无约束的缘条 54

4.4.1 整体单角型缘条的开裂 54

4.4.2 与腹板连接的单角型缘条的开裂 55

4.4.3 与腹板连接的单角型缘条和带板的开裂 57

4.4.4 整体T型缘条开裂 61

4.4.5 与腹板连接的双角型缘条的开裂 62

第5章 应力强度因子 63

5.1 应力强度因子的确定 63

5.2 综合修正因子β 63

5.3 民机典型结构情况βJ及βC 65

5.4 J因子及C因子 93

5.4.1 简单情况 96

5.4.2 载荷影响 122

5.4.3 圆柱及杆件 132

5.4.4 耳片 139

5.4.5 机翼和尾翼 141

5.4.6 机身结构 216

第6章 裂纹扩展分析 254

6.1 基本原理 254

6.1.1 等幅裂纹扩展模型 254

6.1.2 变幅载荷下裂纹扩展模型 255

6.1.3 裂纹扩展寿命 257

6.2 裂纹扩展寿命计算步骤及实例 260

6.2.1 裂纹扩展寿命计算流程图 260

6.2.2 裂纹扩展计算步骤 260

6.2.3 计算实例 262

6.3 广布疲劳损伤分析方法 264

6.3.1 工程试凑法 265

6.3.2 变量优化法 265

6.3.3 计算步骤 266

6.3.4 计算实例 267

6.4 裂纹扩展分析中的应力谱 269

6.4.1 谱的三要素 270

6.4.2 高载截取和循环谱块大小的选取 270

6.4.3 低载截除 270

6.4.4 载荷顺序 270

第7章 剩余强度分析 272

7.1 剩余强度概要 272

7.2 剩余强度分析原理 273

7.2.1 破坏模式 273

7.2.2 破坏准则 273

7.2.3 剩余强度分析的一般过程 274

7.2.4 组合结构剩余强度分析要点 275

7.3 剩余强度许用值 277

7.3.1 适用结构情况分类 277

7.3.2 一般结构剩余强度许用值 277

7.3.3 耳片结构剩余强度许用值 278

7.3.4 多部位损伤连通剩余强度许用值（多裂纹连通临界载荷） 279

7.4 剩余强度分析步骤 280

7.4.1 一般结构剩余强度分析步骤 280

7.4.2 耳片结构剩余强度分析步骤 282

7.5 剩余强度分析算例 282

第8章 材料性能 288

8.1 影响裂纹扩展的主要因素 288

8.1.1 合金成分及热处理 288

8.1.2 成型方式和材料取向 289

8.1.3 厚度 289

8.1.4 温度 289

8.1.5 腐蚀介质 289

8.1.6 波形和频率 292

8.1.7 载荷类型 292

8.2 断裂韧度 292

8.2.1 平面应变断裂韧度KIC 292

8.2.2 平面应力和过渡阶段的断裂韧度KC 296

8.2.3 断裂韧度标准化曲线 296

8.3 裂纹扩展及超载迟滞 297

8.3.1 裂纹扩展基本公式 297

8.3.2 超载截止比 298

8.4 裂纹扩展门槛值（△Kth） 324

8.5 应力腐蚀开裂门槛值 325

8.5.1 σSCC 325

8.5.2 KSCC和KISCC 325

8.6 紧固件剪切许用值 325

8.7 紧固件柔度系数 326

8.7.1 紧固件柔度 326

8.7.2 紧固件弹性柔度系数 326

8.7.3 紧固件塑性柔度系数 327

第9章 损伤检测和损伤评定 329

9.1 结构损伤分析及其检测 329

9.1.1 损伤的性质和检查要求 329

9.1.2 损伤检测的方案和方法 330

9.1.3 各种检测方法的检测概率曲线 331

9.2 环境损伤和意外损伤的评定——EDR和ADR评定方法 337

9.2.1 EDR评定原理及其指数确定 337

9.2.2 ADR评定原理及其指数确定 338

9.2.3 EDR/ADR评定的关键因素 338

9.2.4 EDR/ADR工作卡 338

9.2.5 EDR/ADR系统应用的实例 340

9.3 疲劳损伤的评定——DTR评定方法 344

9.3.1 DTR评定原理 344

9.3.2 DTR评定方法与步骤 349

第10章 结构检查大纲 361

10.1 结构检查大纲的目的 361

10.2 结构检查大纲的要求 361

10.3 结构检查大纲的组成 361

10.4 建立结构检查大纲的原则 362

10.5 制定结构检查大纲的依据和步骤 362

10.5.1 制定结构检查大纲的依据 362

10.5.2 制定结构检查大纲的步骤 363

10.6 检查周期的确定 367

10.6.1 首次检查期（门槛值） 367

10.6.2 重复检查间隔 368

10.7 结构检查大纲的编制 368

10.7.1 初始检查大纲 368

10.7.2 补充检查大纲 370

10.8 结构检查大纲实例 371

第11章 计算机辅助损伤容限设计与评定系统 376

11.1 概述 376

11.2 系统描述 376

11.3 功能简介 377