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三维编织复合材料损伤容限性能试验

复合材料学报 2016年第5期33卷 1048-1054页

作者：张迪郑锡涛杨超西北工业大学航空学院西安710072

为研究三维编织复合材料的损伤容限性能,首先,利用同种纤维、基体和工艺分别制作了4种三维编织复合材料和1种层合复合材料;然后,进行了相同复合材料在不同冲击能量下的及不同复合材料在相同冲击能量下的低速冲击试验和冲击后压缩试验;最... 详细信息

为研究三维编织复合材料的损伤容限性能,首先,利用同种纤维、基体和工艺分别制作了4种三维编织复合材料和1种层合复合材料;然后,进行了相同复合材料在不同冲击能量下的及不同复合材料在相同冲击能量下的低速冲击试验和冲击后压缩试验;最后,进行了冲击后的C扫描损伤检测,并对比了冲击后凹坑深度、损伤面积和损伤宽度。结果显示:层合复合材料的损伤形貌主要呈椭圆状,且分层损伤严重,而三维编织复合材料的损伤形貌主要呈十字状,三维编织复合材料的整体性较好;层合复合材料和三维编织复合材料冲击能量的拐点均出现在30J附近;三维编织复合材料的剩余压缩强度较高,其损伤容限性能优于层合复合材料。所得结论可为三维编织复合材料的工程应用提供指导。

关键词：三维编织复合材料损伤容限低速冲击冲击后压缩拐点

基于阈值超越概率的结构耐久性与损伤容限综合分析方法

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工程力学 2011年第10期28卷 52-57页

作者：赵维涛张旭沈阳航空航天大学航空宇航工程学院辽宁沈阳110136

飞机结构耐久性分析和损伤容限分析都是以裂纹扩展分析为基础的,该文根据二者之间的内在联系,将耐久性分析与损伤容限分析进行综合考虑。该方法以损伤容限设计手册中规定的非概率初始裂纹尺寸作为阈值裂纹尺寸,根据裂纹尺寸超过阈值的... 详细信息

飞机结构耐久性分析和损伤容限分析都是以裂纹扩展分析为基础的,该文根据二者之间的内在联系,将耐久性分析与损伤容限分析进行综合考虑。该方法以损伤容限设计手册中规定的非概率初始裂纹尺寸作为阈值裂纹尺寸,根据裂纹尺寸超过阈值的概率以及耐久性分析结果确定概率损伤容限分析时的初始裂纹尺寸分布。裂纹尺寸超过阈值的概率可以通过检测数据给出,评估结果较为可靠。在概率损伤容限分析时,为了避免多重积分的计算,给出了结构安全余量的显式表达式以及一次二阶矩方法的计算公式,提高了可靠度计算效率。该文结合工程实例并与现有方法进行了对比分析,结果表明该方法是合理的、有效的。

关键词：可靠度飞机结构耐久性损伤容限综合分析

基于损伤容限设计的机体金属材料力学性能综合表征与评价

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材料工程 2010年第7期38卷 49-53页

作者：张纪奎程小全郦正能北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

随着结构耐久性和损伤容限设计概念的引入,机体结构设计选材越来越注重材料的损伤容限特性。考虑到材料的使用应力,提出用稳定裂纹扩展阶段da/dN-3ΔK/σb曲线来表征材料的损伤容限特性。对航空常用金属材料的分析结果表明,采用这种表... 详细信息

随着结构耐久性和损伤容限设计概念的引入,机体结构设计选材越来越注重材料的损伤容限特性。考虑到材料的使用应力,提出用稳定裂纹扩展阶段da/dN-3ΔK/σb曲线来表征材料的损伤容限特性。对航空常用金属材料的分析结果表明,采用这种表征方法能较为全面地反映材料的损伤容限特性。建立了材料使用应力与疲劳寿命和裂纹扩展寿命的关系图,此图可以用来综合评价材料的静强度、疲劳和损伤容限特性,提高选材的准确性,也可由结构设计要求提出材料的性能指标来指导新材料的研制。

关键词：损伤容限疲劳性能表征选材方法结构设计

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钛合金结构损伤容限设计可行性研究

航空学报 2009年第4期30卷 763-767页

作者：张纪奎郦正能邱志平雷家峰李红恩于洋北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国科学院金属所辽宁沈阳110016 沈阳飞机设计所辽宁沈阳110035 北京有色金属研究总院北京100088

对飞机结构常用金属材料损伤容限特性进行了对比分析,针对TC4和TA15损伤容限特性较差的缺点,研制出两种超低间隙(ELI)钛合金TC4ELI和TA15ELI,并对其进行结构损伤容限设计可行性论证。进行了两种超低间隙钛合金和普通钛合金裂纹扩展寿命... 详细信息

对飞机结构常用金属材料损伤容限特性进行了对比分析,针对TC4和TA15损伤容限特性较差的缺点,研制出两种超低间隙(ELI)钛合金TC4ELI和TA15ELI,并对其进行结构损伤容限设计可行性论证。进行了两种超低间隙钛合金和普通钛合金裂纹扩展寿命、剩余强度和疲劳全寿命对比实验。实验结果表明:具有片层组织的超低间隙钛合金相对于普通成分钛合金断裂韧性和裂纹扩展特性有明显改善,剩余强度和疲劳全寿命相当;应力水平相当时,超低间隙钛合金工程可检裂纹扩展寿命比航空结构中常用铝合金稍长。因此,对于超低间隙钛合金TC4ELI和TA15ELI可以进行损伤容限设计。

关键词：钛合金损伤容限结构设计超低间隙裂纹扩展疲劳全寿命

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变厚度壁板损伤容限特性研究

应用力学学报 2005年第4期22卷 665-668页

作者：殷之平黄其青傅祥炯西北工业大学西安710072

从损伤容限设计概念出发,进行了变厚度壁板的裂纹尖端应力强度因子、剩余强度、裂纹扩展寿命分析,充分讨论等重量设计原则下变厚度壁板的可靠性、安全性,提出变厚度壁板损伤容限设计原则。给出的变厚度壁板应力强度因子是由基本构型因... 详细信息

从损伤容限设计概念出发,进行了变厚度壁板的裂纹尖端应力强度因子、剩余强度、裂纹扩展寿命分析,充分讨论等重量设计原则下变厚度壁板的可靠性、安全性,提出变厚度壁板损伤容限设计原则。给出的变厚度壁板应力强度因子是由基本构型因子组合而成,由此可以直观地看出各参数地影响,同时为工程应用中获取应力强度因子提供简洁有效的途径。

关键词：变厚度壁板损伤容限应力强度因子剩余强度裂纹扩展速率

TA15(ELI)钛合金厚板损伤容限性能研究

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金属热处理 2007年第2期32卷 27-30页

作者：范荣辉朱明惠松骁叶文君于洋李士凯北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

研究了两相区双重退火工艺对β相区加工的TA15(ELI)(Extra Low Interstitial,低间隙元素含量)钛合金厚试样的断裂韧性和裂纹扩展速率的影响。结果表明,β相区加工、两相区双重退火的钛合金试样具有很高的断裂韧性和较低的裂纹扩展速率... 详细信息

研究了两相区双重退火工艺对β相区加工的TA15(ELI)(Extra Low Interstitial,低间隙元素含量)钛合金厚试样的断裂韧性和裂纹扩展速率的影响。结果表明,β相区加工、两相区双重退火的钛合金试样具有很高的断裂韧性和较低的裂纹扩展速率。这主要是由于在该加工和热处理工艺下获得了片层状组织。随着退火温度升高,α片层厚度的增加,疲劳裂纹扩展速率降低,断裂韧性升高。对疲劳裂纹扩展试样断口分析表明,在预裂区和疲劳裂纹稳态扩展区,裂纹以准解理方式扩展。

关键词： TA15(ELI,低间隙元素含量) 损伤容限疲劳裂纹扩展速率断裂韧性

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潜艇结构锥柱结合壳损伤容限研究

船舶力学 2006年第1期10卷 92-97页

作者：李良碧罗广恩王自力江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003

损伤容限与耐久性的结合体现了现代潜艇结构延长寿命、提高可靠性和降低维修成本的综合要求。损伤容限分析的关键问题是正确估算剩余寿命。本文以断裂力学为理论基础,通过对带有初始裂纹的潜艇典型焊接节点模型的剩余寿命有限元分析,将... 详细信息

损伤容限与耐久性的结合体现了现代潜艇结构延长寿命、提高可靠性和降低维修成本的综合要求。损伤容限分析的关键问题是正确估算剩余寿命。本文以断裂力学为理论基础,通过对带有初始裂纹的潜艇典型焊接节点模型的剩余寿命有限元分析,将计算结果和试验结果相比较,考核剩余寿命有限元分析方法的可靠性,从而对有初始缺陷或裂纹的疲劳热点区域——潜艇锥柱结合壳进行剩余寿命有限元估算,在此基础上进行潜艇锥柱结合壳损伤容限研究。并对具有不同尺寸的初始裂纹结构的剩余寿命进行有限元分析,确定潜艇在交付使用和检修时的损伤容限尺寸。

关键词：潜艇结构疲劳裂纹损伤容限有限元

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损伤容限评价硫系玻璃退火温度选择的合理性

硅酸盐通报 2017年第S1期36卷 72-77页

作者：赵华祖成奎刘永华何坤王衍行周鹏曹亚帅中国建筑材料科学研究总院建材行业特种玻璃制备与加工实验室北京100024

硫系玻璃具有塑性变形缺乏以及强度对微缺陷敏感的性能缺点,机械性能差是其作为红外成像系统窗口结构材料的弱点和障碍。退火处理在降低应力、改善光学性能、提高强度、降低脆性以及改善机械性能等方面一直是相对有效的方法。但是,硫系... 详细信息

硫系玻璃具有塑性变形缺乏以及强度对微缺陷敏感的性能缺点,机械性能差是其作为红外成像系统窗口结构材料的弱点和障碍。退火处理在降低应力、改善光学性能、提高强度、降低脆性以及改善机械性能等方面一直是相对有效的方法。但是,硫系玻璃退火温度选择的合理性一直缺乏行之有效的评价手段。本文以市场认可度高的As40Se60(mol%)硫系玻璃的为例,通过研究退火温度与缺陷容忍能力、能量耗散能力、损伤容限、折射率等参数关系,在不影响材料光学性能的前提下,用损伤容限定量评价退火温度选择的合理性,为硫系玻璃可加工性能的提高及评价提供一种全新的思路。

关键词：退火温度 As40Se60硫系玻璃应力强度因子损伤容限可靠性

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损伤容限结构的最优维护策略

航空学报 1992年第3期13卷 A163-A169页

作者：武哲西北工业大学飞机设计研究所西安710072

本文以结构损伤容限分析和可靠性评估为基础,应用动态序列规划技术,并考虑到结构的检测费用、修复费用和可能失效损失的相互关系,建立了计算结构在剩余寿命期内的期望维护费用与期望损失之和的序列递推数学模型,进而提出了以总期望维护... 详细信息

本文以结构损伤容限分析和可靠性评估为基础,应用动态序列规划技术,并考虑到结构的检测费用、修复费用和可能失效损失的相互关系,建立了计算结构在剩余寿命期内的期望维护费用与期望损失之和的序列递推数学模型,进而提出了以总期望维护费用与总期望损失之和最小化来抉择航空结构最优维护策略的原则和步骤。

关键词：损伤容限转移概率动态规划