民机结构耐久性与损伤容限设计手册 上 疲劳设计与分析PDF电子书下载

第1章 飞机结构疲劳设计概述 1

1.1 疲劳设计基本要求 1

1.1.1 疲劳设计的目标 1

1.1.2 实现疲劳设计目标的途径 1

1.1.3 疲劳设计的基本要求 2

1.2 疲劳分析的方法和步骤 2

1.2.1 引言 2

1.2.2 DFR法的主要特点 2

1.2.3 疲劳分析的基本步骤 2

1.3 耐久性设计 3

1.3.1 耐久性设计基本概念 3

1.3.2 结构耐久性设计的基本要求 3

1.3.3 结构耐久性分析基本方法 4

第2章 抗疲劳设计要求 5

2.1 结构布局 5

2.2 选材原则 5

2.3 一般设计准则 6

2.4 细节设计 6

2.5 加工工艺 7

2.6 防腐设计措施 8

第3章 使用载荷及载荷谱 10

3.1 概述 10

3.2 典型飞行任务剖面的标准使用情况 11

3.3 主要结构部件载荷情况的最小分析范围 12

3.4 使用载荷谱——当量分析 13

3.5 使用载荷及载荷谱的详细说明 14

3.6 使用情况编号说明 18

3.7 图表 19

3.7.1 地面滑跑载荷谱 19

3.7.2 地面转弯扭矩载荷谱 20

3.7.3 地面转弯侧向载荷谱 21

3.7.4 飞行机动载荷谱 22

3.7.5 离散阵风载荷谱 22

3.7.6 离散阵风统计参数 24

3.7.7 离散阵风当量载荷谱 25

3.7.8 垂直和侧向复合阵风当量载荷 26

3.7.9 座舱压差 27

3.7.10 标准使用情况参考图表 28

附录3A 离散阵风载荷谱NACATN 4332 30

附录3B 离散阵风当量载荷谱 31

附录3C 载荷谱当量化计算 32

第4章 结构细节应力分析 38

4.1 概述 38

4.2 结构细节应力分析的有限元素法 38

4.2.1 细节应力分析的基本原理 38

4.2.2 钉元刚度矩阵 39

4.2.3 钉元的内力矩阵 41

4.2.4 结构细节内力计算方法 41

4.2.5 细节应力分析基本步骤 44

4.3 结构细节应力分析的解析法 63

4.3.1 基本假设 63

4.3.2 结果归纳 63

4.3.3 危险端部紧固件载荷R1 67

4.4 紧固件柔度系数 77

4.4.1 影响P—δ曲线的主要因素 77

4.4.2 紧固件弹性段柔度系数 77

4.4.3 实测P—δ曲线及其特性参数 80

4.4.4 P—δ曲线计算和选用的说明 85

4.5 几何应力集中系数 85

4.5.1 几何应力集中系数的定义 85

4.5.2 几何应力集中系数的使用原则 85

4.5.3 典型细节的几何应力集中系数曲线 85

第5章 结构细节疲劳额定值 209

5.1 概述 209

5.1.1 定义 209

5.1.2 许用值简述 209

5.1.3 计算主要结构件DFR的具体步骤 212

5.1.4 DFR截止值 214

5.1.5 特殊DFR系数及在超差处理中的应用 216

5.1.6 构件疲劳额定系数RC 220

5.2 受拉结构许用值 220

5.2.1 无紧固件受拉结构细节的许用值 220

5.2.2 有紧固件受拉结构细节的许用值 227

5.3 受剪结构许用值 238

5.3.1 腹板与缘条单剪连接许用值 239

5.3.2 腹板与缘条双剪连接（插入件）许用值 240

5.3.3 屈曲腹板连接许用值 241

5.3.4 受剪腹板上开孔许用值 241

5.4 修正系数 243

5.4.1 孔充填系数A 243

5.4.2 合金和表面处理系数B 248

5.4.3 埋头深度系数C 250

5.4.4 材料叠层厚度系数D 252

5.4.5 螺栓夹紧系数E 253

5.4.6 粗糙度系数F 256

5.4.7 凸台有效系数U 258

5.5 双向受载情况许用值 271

5.5.1 双向受载筒形件的疲劳检查方法 271

5.5.2 双向受载接头许用值的确定 272

5.6 机身蒙皮大开口的许用值 273

5.6.1 角部应力的基本公式 274

5.6.2 角部的应力集中系数 274

5.6.3 角部结构的有效厚度 274

5.6.4 典型开口的角部应力计算实例 277

5.6.5 对特殊结构的特殊规定 279

5.6.6 大开口处毛面积周向疲劳额定值的确定 281

5.6.7 初步设计时再分配区的结构尺寸确定 282

5.7 DFR例题 282

5.7.1 引言 282

5.7.2 开孔——受拉结构 283

5.7.3 开孔——受剪结构 284

5.7.4 缺口结构 285

5.7.5 无载荷传递结构 287

5.7.6 载荷传递结构 287

5.7.7 机身的连接 300

5.7.8 偏心受载的双剪连接 305

5.7.9 机身侧壁的连接 306

第6章 可靠性系数和可靠性准则 312

6.1 可靠性系数 312

6.1.1 结构可靠性系数准则 312

6.1.2 特定结构及组件的疲劳可靠性系数 313

6.2 可靠性准则 316

6.2.1 定义 316

6.2.2 结构疲劳试验要求准则 316

6.2.3 试验或使用评估准则 317

6.2.4 应用实例 323

6.2.5 几种特殊评估方法 327

第7章 疲劳强度分析 330

7.1 概述 330

7.2 疲劳强度分析要求 330

7.2.1 结构细节疲劳寿命和可靠性要求 330

7.2.2 疲劳分析要求 330

7.2.3 疲劳分析的载荷谱要求 331

7.3 标准S—N曲线 333

7.4 地—空—地损伤比 341

7.5 疲劳检查方法 341

7.6 特殊疲劳裕度和复合疲劳裕度 351

7.6.1 特殊疲劳裕度 351

7.6.2 复合疲劳裕度 352

7.7 算例 353

7.7.1 某机机翼下翼面展向蒙皮接缝疲劳分析 353

7.7.2 某机机身顶部蒙皮接缝 357

7.7.3 某机垂直安定面连接接头 357

附录7A 连接件的压应力修正 362

第8章 疲劳分析软件系统功能介绍 363

8.1 设计概述 363

8.1.1 设计思想 363

8.1.2 软硬件支持 363

8.1.3 系统的安装 363

8.1.4 系统结构与界面组织 363

8.1.5 系统设计流程图 365

8.2 功能介绍 365

8.2.1 结构细节DFR值计算机辅助计算系统 365

8.2.2 材料与结构参数设计系统 365

8.2.3 疲劳分析系统 367

8.2.4 再设计分析系统 367

8.3 工程应用 368