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2008-2009 学年研究生期末考试试题答案
结构耐久性和损伤容限设计
一、(满分 10 分)
1、应力强度因子是构件几何、裂纹尺寸与外载的函数,它表征了裂纹尖端受载和变形
的强度。是裂纹扩展趋势或裂纹扩展推动力的度量。(4 分)
2、应力强度因子可分为三类:张开型或 I 型、滑开型或 II 型、撕开型或 III 型。
Kr lim 2y | 0
r0
(3 分)
Kr lim 2xy | 0
r0
Kr lim 2xz |0
r0
3、相应无限大板含中心裂纹应力强度因子表达式如下:
Ka, Ka, Kq a (3 分)
二、(满分 15 分)
1、耐久性是指在规定期限内,飞机结构抵抗疲劳开裂、腐蚀、热退化、剥离、磨损和
外来损伤作用的能力。(4 分)
2、所谓耐久性设计,即使飞机结构承受设计使用载荷/环境谱时,其经济寿命大于设计
使用寿命的耐久性分析计算、试验和结构设计。(5 分)
3、耐久性设计的目的:是确保飞机结构在整个使用寿命期间结构强度、刚度、维形、
保压和运动功能可靠和最经济的维修使飞机经常处于良好的适航状态。(安全性、经济
性) (6 分)
三、(满分 15 分)
IFQ:原始疲劳质量模型。表征结构细节原始疲劳品质的参量或模型,表示了材料质量,
结构几何参数误差、工艺过程中加工质量等对疲劳品质的影响。合理地确定IFQ 是结构
耐久性分析,评估损伤度,预测经济寿命的基础和关键。(4 分)
TTCI:是结构细节在给定载荷谱作用下达到某一指定裂纹尺寸 ar 值所经历的时间,简
写为 T。TTCI 是一个随机变量,与载荷谱及指定的 ar 值有关。(4 分)
EIFS:当量初始缺陷尺寸。是结构细节在使用前所包含的假想的初始缺陷尺寸,它表征
结构细节所包含的真实初始缺陷尺寸的当量影响。EIFS 是一个随机变量,在指定载荷
谱、应力水平和参考裂纹尺寸情况下,EIFS 是裂纹形成时间 TTCI 的函数。(4 分)
SCGMC:使用期裂纹扩展控制曲线。指在结构使用载荷谱作用下,针对指定的应力水平,
在达到使用时间τ时恰好扩展到指定尺寸 x1 所对应的当量初始裂纹尺寸 y1。(3 分)
四、(满分 10 分)
1、断裂韧性好(3 分)
2、抗裂纹扩展性能好(3 分)
3、满足静强度、刚度和疲劳设计要求(4 分)
五、(满分 15 分)
1、确定使用载荷谱。( 分)
2、确定飞行安全结构和断裂关键件。( 分)
3、合理选择材料。( 分)
4、确定损伤容限结构类型和检查级别。( 分)
5、进行细节结构设计。( 分)
6、确定初始缺陷尺寸。( 分)
7、结构裂纹扩展和剩余强度分析。( 分)
8、进行结构损伤容限试验。( 分)
9、制定结构维修计划,给出使用维修大纲。( 分)
10、使用期间进行跟踪。( 分)
六、(满分 15 分)
1、第一阶段:静强度、刚度设计阶段(3 分)
思想