飞机起落架安全寿命与损伤容限设计

第1章 绪论

1.1 起落架疲劳问题的特殊性

1.2 起落架载荷谱实测和编谱技术回顾

1.3 耐久性设计是提高起落架使用寿命的重要手段

1.4 安全寿命设计定寿损伤容限保安全的设计更符合实情

第2章 起落架设计外载荷及结构受力分析

2.1 起落架的着陆撞击载荷

2.2 起落架的外载荷情况

2.3 起落架的结构形式和受力分析

2.3.1 支柱式主起落架

2.3.2 摇臂式前起落架

2.3.3 起落架受力分析

第3章 起落架耐久性设计思想与寿命设计准则

3.1 耐久性设计的基本定义和术语

3.1.1 耐久性

3.1.2 结构细节

3.1.3 主导疲劳裂纹

3.1.4 确定性裂纹扩展

3.1.5 裂纹缓慢扩展

3.1.6 失效

3.1.7 使用寿命

3.1.8 经济寿命

3.1.9 耐久性极限

3.1.1 0经济修理极限

3.2 耐久性设计基本概念

3.2.1 耐久性设计的必要性和可行性

3.2.2 起落架耐久性设计内容和设计思想

3.2.3 耐久性设计准则

3.2.4 耐久性设计要求

3.2.5 关于初始检查大纲的制定

第4章 结构细节耐久性设计

4.1 起落架结构细节耐久性设计意义与流程

4.1.1 必要性分析

4.1.2 结构细节耐久性设计一般流程

4.2 使用材料选择与制造工艺控制

4.2.1 材料选择

4.2.2 材料与工艺的控制

4.3 起落架结构细节耐久性设计的基本原则与方法

4.3.1 起落架结构细节耐久性设计分类

4.3.2 起落架结构细节耐久性设计的基本方法

4.4 起落架典型结构细节耐久性设计方法

4.4.1 起落架耳片接头的主要形式

4.4.2 起落架耳片接头裂纹形式和开裂原因

4.4.3 耳片接头耐久性设计技术

4.4.4 销、轴类元件耐久性设计

4.4.5 筒体件细节耐久性设计

4.5 起落架结构强化方法

4.5.1 孔冷挤压原理和工艺过程

4.5.2 孔冷挤压参数选择

4.5.3 干涉螺接

4.5.4 喷丸强化

4.5.5 其他强化方法

4.6 起落架结构抗腐蚀耐久性设计

4.6.1 起落架结构的腐蚀类型

4.6.2 抗腐蚀材料的选择和控制

4.6.3 改进细节设计和选择抗腐蚀成形工艺

4.6.4 采用合理的涂（镀）层防护系统

第5章 载荷谱实测及其数据的统计处理

5.1 概述

5.2 载荷谱实测参数

5.3 载荷实测的应变计布置和地面标定试验

5.3.1 应变计的布置及分析

5.3.2 起落架应变计粘贴位置选择

5.3.3 地面标定试验技术

5.4 载荷谱实测数据的统计处理

5.4.1 说明

5.4.2 实测数据的预处理

5.4.3 实测参数雨流法计数统计

5.5 载荷谱实测数据统计处理实例

5.5.1 某型飞机起落架载荷谱实测数据的预处理

5.5.2 确定起落架过载

5.5.3 峰谷值检测与二级低载截除

5.5.4 实测数据典型载荷段的划分

第6章 疲劳载荷谱编制

6.1 概述

6.2 起落架载荷谱的基本组成

6.2.1 主起落架疲劳载荷谱

6.2.2 前起落架疲劳载荷谱

6.2.3 各个分谱载荷历程特点分析

6.3 载荷谱的编制方法

6.3.1 依据规范结合经验数据计算编制设计使用载荷谱

6.3.2 依据实测统计数据编制各个载荷分谱

6.3.3 过载谱到载荷谱峰谷值的计算

6.4 起落架载荷总谱的编排

6.4.1 一般说明

6.4.2 全停起落谱和非全停起落谱

6.4.3 飞·续·飞谱

6.4.4 起落架载荷谱编制的基本要求

6.4.5 起落架疲劳试验飞·续·飞程序块谱实例

6.5 实测载荷谱转换成疲劳试验谱的损伤等效折算方法

6.5.1 方法简述

6.5.2 疲劳载荷谱损伤等效折算公式

6.5.3 平均应力相同的载荷谱简化

6.5.4 平均应力不同但最小应力相同的载荷谱简化

6.5.5 已知应力比只的载荷谱简化

6.5.6 着陆撞击情况载荷谱简化

6.5.7 加载次数和载荷值的等效当量修正

6.5.8 裂纹扩展载荷谱的损伤当量折算

6.5.9 损伤等效当量折算的一般原则

第7章 疲劳耐久性分析

7.1 概述

7.2 结构细节耐久性分析方法

7.2.1 细节耐久性分析准则

7.2.2 结构细节耐久性分析方法

7.2.3 标准s-iv曲线方程

7.2.4 起落架常用材料的5um，和s值的确定

7.2.5 标准s-n曲线方程的适用范围

第8章 结构细节疲劳额定强度许用值确定

8.1 概述

8.2 依据疲劳试验数据确定ldfr0

8.2.1 对全尺寸疲劳试验的要求

8.2.2 试验载荷谱一级化处理

8.2.3 对疲劳试验寿命进行可靠性处理

8.2.4 试验表征的主要构件ldfr0求解

8.2.5 主要构件上相似细节试验表征ldfr0

8.3 依据飞行数据确定ldfro的方法

8.3.1 依据飞行数据确定ldfro方法

8.3.2 依据飞行数据确定ldfro的实例

8.4 新机起落架结构ldfr的确定

8.4.1 原型机各主要构件ldfro明细表

8.4.2 用类比法求解新机ldfr的实例

8.5 用分析法确定ldfro

8.5.1 针对no及ro不同引入的修正系数疋1与足2

8.5.2 k，x2应用举例

8.5.3 构件疲劳额定强度值系数及c

8.5.4 开孔细节的ldfro

8.5.5 缺口细节的ldfro

8.5.6 螺栓螺纹细节的ldfro

8.5.7 耳片细节的ldfro

8.6 疲劳额定强度许用值ldfr的确定

8.6.1 满足要求的ldfr所在范围

8.6.2 疲劳额定强度截止值ldfr

8.6.3 疲劳额定强度许用值的确定

8.7 任意可靠度下的细节疲劳额定强度值

8.7.1 任意可靠度下可靠'隆寿命公式

8.7.2 任意可靠度下的细节疲劳额定强度值

8.8 应用实例

8.8.1 原有机种主起落架破坏细节的ldfro确定

8.8.2 新飞机主起落架同一细节的应力谱

8.8.3 新机起落架分析细节的疲劳额定许用值

8.8.4 细节损伤度计算

8.8.5 计算[smaxo]

8.8.6 新机起落架分析细节的疲劳裕度

8.8.7 分析法确定分析细节的ldfro值

第9章 弯扭联合载荷作用下起落架疲劳寿命分析方法

9.1 概述

9.2 复合应力疲劳强度准则

9.3 当量应力集中系数

9.4 寿命估算步骤

9.5 应用实例

第10章 损伤容限保安全的设计原理与分析方法

10.1 概述

10.2 损伤容限设计的一般原理和方法

10.2.1 损伤容限设计的一般原理

10.2.2 损伤容限控制计划的主要环节

10.2.3 民用航空条例ccar25.5 7-1中的损伤容限评定要求

10.2.4 起落架损伤容限设计的一般要求

10.2.5 结构维修大纲的建立和评估

10.3 剩余强度分析方法

10.3.1 剩余强度分析基本原理

10.3.2 剩余强度许用值

10.3.3 常见起落架结构的开裂模型

10.3.4 剩余强度计算分析步骤

10.3.5 剩余强度分析实例

10.4 裂纹扩展分析方法

10.4.1 由损伤容限特性图预测裂纹扩展寿命

10.4.2 线性累计法预测裂纹扩展寿命

第11章 全尺寸起落架结构疲劳定寿试验要求与实施技术

11.1 疲劳定寿试验涉及的有关名词概念说明

11.1.1 经济寿命

11.1.2 强度与刚度准则

11.1.3 疲劳分散系数

11.1.4 工程可检裂纹

11.1.5 不能经济修理的极限裂纹尺寸

11.1.6 耐久性疲劳试验

11.2 耐久性疲劳试验内容

11.3 耐久性疲劳试验的要求

11.3.1 关于试件的数量

11.3.2 试验前应对结构进行细节耐久性分析评估

11.4 起落架全尺寸结构耐久性疲劳试验

11.4.1 试验件支持

11.4.2 试验载荷谱及加载方法

11.4.3 试验项目及顺序

11.4.4 试验报告

附录：带可靠性指标的使用寿命

1 建立在对数正态分布基础上的可靠性寿命

1.1 仅按存活率（可靠度）要求决定使用寿命

1.2 按存活率（可靠度）和置信度要求决定使用寿命

2 建立在双参数weibull分布基础上的可靠性寿命

参考文献

《飞机起落架安全寿命与损伤容限设计》在内容上：一是突出了起落架结构耐久性设计的重要性，详细介绍了起落架疲劳耐久性的各种分析手段和安全寿命与损伤容限保安全相结合的设计理念、分析方法、试验验证要求和实施技术。二是重点深入地介绍了应变法测量起落架疲劳载荷谱的实测技术，包括不同类型起落架结构的应变计布局和应变电桥设计；在试验室内外的地面标定试验装置设计和标定方法；阐明了载荷标定和飞行实测载荷谱数据的统计、分析、处理及各种载荷谱的编排方法。《飞机起落架安全寿命与损伤容限设计》内容丰富、系统全面，并有具体机型的起落架作为实例加以说明，便于理解和掌握。
《飞机起落架安全寿命与损伤容限设计》可作为飞机设计研究所、航空工厂和航空公司从事起落架疲劳设计和疲劳试验的技术人员及高等学校航空、机械专业研究生参考使用。