曝光台 注意防骗
网曝天猫店富美金盛家居专营店坑蒙拐骗欺诈消费者
%损伤容限结构材料的设计选择
根据损伤容限设计原则进行飞机结构设计时，对结构材料的要求是多方面的，几乎不可能找到一种全面优异性能的材料来全面满足损伤容限设计的各种要求，有时又是不必要的。结构设计人员需要根据不同的结构类型、不同的使用部位和工作条件权衡利弊、综合处理好性能 &成本等各方面关系，以求做出结构用材的合理选择。以下依据损伤容限结构的设计特点，谈谈结构材料选择中的若干关系。
（’）材料强度和韧度的关系。按静强度观点设计结构，往往追求材料的静强度指标以求减轻结构重量。但从断裂力学观点看这是不充分的。因为静强度高的材料往往断裂韧度偏低，抗疲劳性能较差。一旦材料有某种缺陷或裂纹，便易于导致构件的低应力脆性断裂。因此，对一些承受拉伸或弯曲作用的损伤容限设计的关键构件，在选择材料时宁肯牺牲一些静强度指标，也要选取裂纹扩展速率低、断裂韧度高的材料，以期提高材料的抗疲劳能力，改善结构的损伤容限特性。
（(）材料的裂纹扩展速率特性。希望能在选材时选择短裂纹和—丧裂纹两个阶段的扩展速率都低的材料。前者是为了满足耐久性要求，而后者是为了满足损伤容限要求。但是，不同材料表现不同的裂纹扩展特性。很难找到一种在短裂纹阶段和长裂纹阶段扩展速率都低的材料。例如， ")"*+ , "*’在短裂纹阶段裂纹扩展速度较低，但当扩展到长裂纹阶段，它就不是最低的了； "-"*+ , "*.在短裂纹阶段的扩展速率较快，在长裂纹阶段的扩展速率却较其他材料慢。所以，同样按裂纹扩展寿命要求
•((•
选择材料，要分清楚最关心的是哪个裂纹范围内的寿命。如果设计对耐久性要求的矛盾更突出，应该选择短裂纹范围内裂纹扩展速率低的材料；如果损伤容限要求的矛盾更突出，则应选择长裂纹范围内裂纹扩展速率低的材料。
（）材料与载荷 "环境谱的关系。一种材料在给定温度和介质下表现出的损伤容限特性可能优于其他材料；但是在另一种环境下可能会出现相反的结果。
一种材料在等幅加载时可能表现出较好的特性；但在谱载下可能另外一种材料显示出较好的断裂特性。因此，不能仅考虑等幅加载下的 " 特性，还应考虑迟滞效应、应力比 %及环境等影响因素。
另外，若零、构件为有相对运动的运动幅时（如轴和轴套），则选用合适的不同材料组合（使运动幅两种材料有低的相容性与适当的硬度比），可防止构件间相对运动时的粘连磨损，如钢—铜组合效果较好。
为了延长零、构件的裂纹形成寿命，并得到好的抗腐蚀、抗应力腐蚀斯裂、抗氢脆的性能，以提高材料的耐久性，除合理选材外，还应选择合适的热处理和表面处理方法。
由此可见，精心选材是一个综合权衡的复杂过程，考虑因素很多，不仅要做计算分析，还要进行试验验证。同时对材料的采购、加工等一系列过程实施有效控制，才能达到损伤容限结构用材的完整性要求。
&’损伤容限结构细节设计
飞机结构使用中的破坏统计表明，由于疲劳断裂而引起的破坏概率很高。为了提高结构的抗疲劳断裂能力，保证飞机在整个设计使用寿命期间，不致因裂纹扩展而导致结构断裂破坏，对损伤容限设计的结构同样要在设计中对应力水平、结构布置、表面质量、结构几何形状等细节设计提出一系列要求。这些要求与安全寿命设计中抗疲劳细节设计原则是一致的，只有把注意力放在提高结构细节设计水平上，通过认真而精细的构形，改善结构细节的应力分布，控制应力集中因素，才能有效提高结构细节自身的抗疲劳能力和改善损伤容限特性。
正如 “(”指出的那样，对损伤容限结构还应当注意按不同的结构类型进行细节设计。对不易更换或不可检等缓慢裂纹扩展结构类型，其细节设计应注意材料的合理选择，细节应力水平、应力集中控制以及加工制造、装配过程的工艺质量控制。除此而外，利用装配衬套改善零构件上孔的维修性，利用开口设计提高结构的开敞性与可达性，都是有效的损伤容限设计方法。对破损安全结构类型，其损伤容限设计更应注意结构布局、传力途径与多重元件的布置、元件刚度的合理搭配等。在此基础上，开展元件合理的细节设计以及加工质量的合理控制。
)’检修周期与检验程序的合理确定
•((*•
飞行安全结构的损伤检验与修复是损伤容限设计的最重要环节之一，而损伤检验又与结构类型、结构的开敞性与可达性以及可检度等密切相关。所以，损伤容限设计中检验程序就是根据不同类型的结构（缓慢裂纹扩展结构及破损安全结构）和不同的可检度（飞行明显可检等 种可检度）来分类提出损伤检查的详细要求、检查间隔、检查手段以及检查设备的灵敏度要求等。同时，配合结构损伤容限特性分析和全尺寸试验结果，对使用可检结构给出检修周期；对使用不可检结构给出允许的最大初始损伤，以防止在给定的寿命期限内由于未被发现的缺陷、裂纹或其他损伤的扩展而导致灾难性的疲劳破坏事故。
（"）检验程序的确定。飞机结构的主要检查手段是肉眼检查。已知损伤位置的注意检查和未知损伤位置进行的一般检查，情况大不一样。目视检查时要有 "发现率的最小尺寸约为 "%%。在场站或基地中利用各种无损探伤技术，如超声波、着色渗透、磁粉探伤等的 "发现能力也在 & ’&(%%的量级。若不知道损伤位置进行普查，则发现能力要大为降低，此时可发现的最小损伤尺寸为 ) ’ (%%。*射线可探测内部裂纹，但发现能力稍差。涡电流探伤可用于表面裂纹的检查。
检查周期是指飞机结构两次检查之间的时间间隔。从原则上讲，应该在裂纹扩展到临界尺寸以前检查发现它。但是，损伤容限设计概念要求裂纹在达到危险的临界尺寸前，有把握把它检查出来，即要有 "的可靠性，因此，必须考虑一次或几次漏检的可能性，并由此来确定检查周期。这样，检查周期的长短将由裂纹扩展速率和允许的漏检次数来确定。检查周期短，允许漏检的次数多，安全性较好。可是检查过于频繁则工作量大，经济性不好，也妨碍飞机的正常使用。而检查周期太长又不能确保安全。一般检查周期取二分之一的裂纹扩展寿命。
另外检查间隔还应考虑到不同的可检度来定。如地面明显可检的检查间隔为一次飞行，巡回可检为十次飞行等等。
中国航空网 www.aero.cn
航空翻译 www.aviation.cn
本文链接地址：
飞机检测与维修实用手册 1(81)
