多轴载荷下航空结构疲劳寿命分析

发布时间：2023-11-24 23:47

　　研究表明,疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一,尤其是多轴疲劳失效。根据统计,飞机在使用时发生的所有强度问题,大约有80%以上都因疲劳破坏引起。与单轴疲劳加载相比,多轴疲劳是指主应力的方向和幅值都随时间变化的情况下发生的疲劳。临界面法由于具有相对清晰的物理意义,因而在多轴疲劳寿命预测中得到了广泛的应用。本文中的多轴疲劳寿命预测方法都基于临界面法的思想,本文主要完成了以下工作:对计算多轴非比例载荷下材料平面上剪应力/应变幅值和均值的方法进行了系统的分析,包括最大投影法(LP),最大弦长法(LC),最小外接圆法(MCC),最小外接椭圆法(MCE),最大矩形外壳法(MRH)和最大方差法(MVM)。基于Itoh提出的载荷加载路径非比例度的概念,提出了一种新的模型—最大非比例系数法(Maximum NonProportional Factor Method,MNFM),应用六种不同钢材在包含平均应力的多轴加载下的试验数据对该模型进行了验证,结果表明,对于无平均应力加载的情况,新模型MNFM与其他模型预测结果差别不大;在包含平均应力的加载情况下,新模型有较好的预测效果。将最大非比例系数法与寿命预测...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 多轴疲劳破坏准则研究现状
    1.3 材料平面上剪应力幅值计算方法研究现状
        1.3.1 最大投影法
        1.3.2 最大弦长法
        1.3.3 最小外接圆法
        1.3.4 最小外接椭圆法
        1.3.5 最大矩形外壳法
        1.3.6 最大方差法
    1.4 本文的主要研究工作
第二章 多轴非比例加载下材料平面上剪应力/应变参量值计算方法
    2.1 引言
    2.2 确定剪应力幅值的详细方法
        2.2.1 最大投影法计算步骤
        2.2.2 最大弦长法计算步骤
        2.2.3 最小外接圆法计算步骤
        2.2.4 最小外接椭圆法计算步骤
        2.2.5 最大矩形外壳法计算步骤
        2.2.6 最大方差法计算步骤
    2.3 确定正应力幅值的计算方法
    2.4 多轴非比例载荷路径验证分析
    2.5 确定剪应力/应变的幅值和均值的新方法
        2.5.1 目前计算剪应力幅值和均值方法存在的缺陷
        2.5.2 新方法-最大非比例系数法(MNFM)
    2.6 小结
第三章 多轴疲劳寿命预测方法
    3.1 引言
    3.2 对称加载下金属材料多轴疲劳寿命预测
        3.2.1 多轴疲劳寿命预测模型
        3.2.2 试验验证结果及分析
    3.3 非对称载荷作用下的金属材料多轴疲劳寿命预测
    3.4 新的多轴疲劳寿命预测模型
        3.4.1 新多轴疲劳寿命预测模型介绍
        3.4.2 模型验证结果及分析
    3.5 小结
第四章 飞机主起落架支柱外筒疲劳寿命分析
    4.1 引言
    4.2 结构简介
    4.3 有限元模型
        4.3.1 坐标系
        4.3.2 网格和单元
        4.3.3 约束与载荷
    4.4 有限元结果分析
    4.5 疲劳载荷谱
    4.6 疲劳寿命估算方法简介
    4.7 支柱外筒危险点寿命计算
    4.8 小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3866841