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裂纹工作，只要裂纹在控制范围内。所以，损伤容限除了通过结构设计和试验研究裂纹扩展
规律，控制裂纹扩展速率外，还有一个很重要的工作是使带有允许裂纹的结构满足规定的剩
余强度要求，以保证飞机结构的安全性和可靠性。
(1)有关损伤容限的专业名词
1)掼伤容限
结构在规定的未修使用周期内，抵抗由于缺陷、裂纹或其他损伤造成的破坏的能力。也
可以说是在保证结构安全可靠地工作到下次检查的条件下，允许结构存在的缺陷和损伤。
2)裂纹扩展寿命
在设计应力谱作用下，由初始裂纹扩展到临界裂纹时所得的寿命。
3)剩余强度
含裂纹结构的承载能力。结构件的剩余强度会随裂纹尺寸的增加而减少。
4)损伤容限载荷
在规定的未修使用最小周期内，为了保证飞机飞行安全和飞行性能，带有损伤的飞机结
构必须能承受的载荷。
(2)损伤容限结构分类
损伤容限设计的结构应该是缓慢裂纹扩展结构或破损安全结构，或者是这两种类型的
结合。
1)缓慢裂纹扩展结构
这种结构应被设计成初始损伤以稳定、缓慢的速率扩展，以保证在规定的检查周期内，
在使用载荷作用下，结构内的初始缺陷或裂纹不至于扩展到临界裂纹的尺寸。这种结构要求
材料的裂纹扩展速率较低，而且要通过质量控制使结构件可能存在的初始缺陷尺寸小于通过
试验和分析所确定的初始缺陷值。
通过选用裂纹扩展速率低的结构材料和控制结构件上初始缺陷的尺寸，使其初始缺陷扩
展到临界裂纹尺寸的寿命（分散系数为2）大于规定的检修周期，来确保飞机飞行安全。
2)破损安全结构
破损安全结构又分为被损安全多路传力结构和破损安全止裂结构。
①破损安全多路传力结构：具有两条或两条以上的传力路线，当一条传力路线由于其
28涡轮发动机飞机结构与系统
中某一构件破坏而中断时，要求的破损安全载荷仍可通过其他传力路线传递过去。比如，机
身隔框在内外两根缘条之间增加一根角材，形成三根缘条。当一根缘条破坏时，其余两根缘
条仍能受载——分别承受拉、压正应力，将弯矩传递过去(见图1.1 -34 (a》。机翼的上
下壁板由机翼大梁缘条和整体壁板铆接而成，机翼弯曲产生的正应力由大梁缘条和整体壁板
一起承担。如果大梁缘条由于裂纹扩展而失效，整体壁板仍可以承受正应力将弯矩传递过去
(见图1.1 -34 (b》。
外缘条
条
图1.1 - 34破损安全结构
②破损安全止裂结构：通过止裂带、止裂孔、蒙皮分块、开止裂缝等使已产生的裂纹
停留在所设计的止裂区内，不再向前发展。保证飞机在规定的检修周期内，在使用载荷／环
境作用下安全飞行（见图1.1 - 35）。
损伤容限设计方法是对传统设计方法的补充和发展。它避免由于构件存在初始缺陷或出
现裂纹被漏检而引起的飞行安全事故，同时又对结构件上的裂纹扩展进行研究，科学地制定
出对飞机结构进行检修的周期。所以，与传统的安全寿命设计相比，它是一种比较安全、合
理和经济的方法。
4．耐久性设计
飞机结构的耐久性是指飞机结构在规定的经济寿命期间肉，抵抗疲劳开裂、腐蚀、热退
化、剥离、磨损和外来物偶然损伤作用的一种固有能力。经济寿命是由执行耐久性试验计划
的结果所表示的工作寿命，当被试验的结构出现遍布损伤，要修理不经济，不修理又影响结
构使用功能时，则认为结构已达到经济寿命。
耐久性设计概念是针对飞机研制成本和生产成本以及使用维修费用的急剧增加而提出的
一种结构设计思想。这种结构设计思想认为飞机结构在使用前就存在许多微小的初始缺陷
（尺寸在1 mm以下的单条或成群出现的较小裂纹），结构在载荷／环境作用下逐渐形成了一
定长度和一定数量的裂纹和损伤群，此时结构必须进行修理（称为经济修理），否则继续扩
展下去将会造成结构功能损伤或维修费用剧增影响到飞机的备用性。这种经济修理可以进行
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图1.1 - 35破损安全止裂结构
(a)、(c)止裂带止裂：l一隔框；2-桁条；3-蒙皮；4-止裂带；5-补偿连接片；6-裂纹
(b)蒙皮分块止裂
(d)开止裂缝止裂：1-蒙皮；2-止裂孔；3-止裂缝；4-桁条
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涡轮发动机飞机结构与系统(ME-TA)上册(24)
