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第七章 损伤容限设计要求

第1节 概述 1、设计思想的转变

飞机结构安全性的要求, 主要依赖于结构的损伤容限设计技术。 损伤容限设计成为保证结构安全、防止发生灾难性破坏事故的重要设计原则和方法。

损伤容限是在“安全寿命”和“破损—安全”之后发展起来的一项工程技术。它是以断裂力学为基础，以保证结构安全为目标，以损伤检查为手段。涉及结构设计、载荷、强度、材料、工艺、试验质量控制、使用维修和组织管理各环节的系统工程。在各环节中的重要改变对传统理论和方法是一个巨大的冲击和革新。表现在：

(1) 设计思想 承认损伤不可避免, 不断发展新的设计准则；

(2) 结构 提出新的结构设计概念, 进行结构分类, 完善结构总体安排和细节设计要求；

(3) 载荷和环境 要求飞—续—飞载荷谱，强调温度、湿度和介质环境，考虑离散源损伤；

——载荷谱的谱型分为“等幅谱”、程序块谱、飞—续—飞谱3种简化的排列形式。

——飞—续—飞载荷谱是以一次飞行接一次飞行地排列飞机所经历的载荷—时间历程。每次飞行代表飞机一种特定的典型使用任务，该谱一般以一定的时间作为循环周期，在一个循环周期内，各次飞行之间的载荷历程有差别，但它们的总和代表飞机所有典型使用任务。飞机将周而复始地依次重复该周期内的各次飞行，直至飞机的总寿命结束为止。

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(4) 材料 大量增加了对材料性能的严格要求, 增加裂纹扩展及断裂、腐蚀的十余个材料常数，提出新的选材准则；

(5) 强度 贯彻损伤容限准则和新的分析方法； (6) 工艺 对损伤容限重要结构件实施工艺控制；

(7) 试验 增加全尺寸损伤容限试验（裂纹扩展和剩余强度试验）； (8) 质量控制 无损检验，重要结构件跟踪控制；

(9) 使用和维修 制定并实施结构维修大纲，机队监测监控；

(10) 组织管理 要实现损伤容限需要设计方（设计、分析、制造、用户保证）、使用方（检查、维护、修理、报告）和适航管理部门（管理条例、机队监控）三方明确分工，紧密合作，才可能实现。 安全性

在整个预期使用寿命期内, 每架飞机的飞行结构的安全性将达到和保持规定的剩余强度水平(存在未发现的损伤)的保证。

在任何结构材料可能出现失效的情况中, 裂纹状缺陷的存在只会加大失效的危险性。因此, 从飞行安全的立场出发, 假定结构可能而且总是经常含有初始损伤是谨慎的。 2、基本思想 损伤容限 结构在规定的未修使用周期内, 抵抗由缺陷、裂纹或其它损伤而导致破坏的能力。

——在规定的寿命增量内，结构能成功地遏制损伤而无损于飞行安全的能力。

——在遭受疲劳、腐蚀、意外或离散源引起的定量损伤后，在一定使用期内，结构保持其剩余强度的能力。

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损伤容限设计思想的基本点

承认结构中存在着未被发现的初始缺陷、裂纹或其它损伤, 使用过程中, 在重复载荷作用下将不断扩展。通过分析和试验验证, 对可检结构给出检修周期, 对不可检结构提出严格的剩余强度要求和裂纹增长限制, 以保证结构在给定使用寿命期内, 不至因未被发现的初始缺陷的扩展失控造成飞机的灾难性事故。 3、基本内容

损伤容限分析技术 设计飞机从设计、制造、使用(包括检查、维护、修理)直到退役的全过程。主要包括裂纹扩展分析和含裂纹结构剩余强度分析。

损伤容限3个重要组成部分

损伤容限设计——整个工作的主体和基础

损伤容限评定——检查设计质量、进行设计改进的基本手段 评定包括：

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