• 基本设计概念:极限载荷、极限载荷、安全系数、安全裕度 • 飞机载荷:惯性载荷、载荷系数;设计练习 • 金属:产品形式、物理和机械性能、失效模式、设计允许值;热机械加工 • 纤维增强层压复合材料:产品形式、物理和机械性能;失效模式;设计允许值;加工 • 材料选择:铝、钛、钢、复合材料和新兴结构材料; • 静态强度设计:高载荷拉伸结构;组合载荷;设计练习 • 机械接头:螺栓和铆钉;粘合和焊接接头;凸耳和配件;设计练习 • 薄壁结构:紧凑梁的弯曲和扭转回顾 • 薄壁结构:薄壁梁剪切流分析简介 • 半张力现场梁;设计练习; • 有限元方法简介 • 屈曲和刚度要求设计:薄壁和组合结构的屈曲 • 部件设计:机翼和尾翼、机身、起落架、附件 • 损伤容限设计:结构裂纹扩展;断裂力学简介;临界裂纹长度;分析练习;大面积疲劳损伤;检查安排 • 耐久性设计:疲劳;分析练习;腐蚀 • 认证:分析和验证要求、部件和飞机测试要求
开发分析方法(“或正交各向异性粘合搭接接头”),以解释室温下的材料非线性是本文报告的研究的主要目标。目标是使用这些方法来预测机械行为、极限载荷和故障模式。为了实现这一目标,开发了新的分析程序,并成功地用离散元技术检查了单、双和阶梯搭接粘合连接配置。通过在静态单调递增载荷下制造和评估各种简单接头样品,对这些非线性分析进行了实验验证。失效载荷和模式被用作主要的证实特征,但在中等载荷下观察到了少数这些简单接头样品的机械行为,发现与分析预测的行为相比更为有利。利用这些方法,设计、制造并评估了室温下静态单调递增载荷下的更大、更复杂的粘合接头。通过新的分析,可以准确预测任何中间载荷下的极限载荷、失效模式和详细应变行为,实验观察也证实了这一点。这些技术被放入用于结构应用的计算机化设计/分析程序中,该程序用于生成粘合接头设计允许曲线。
开发分析方法(或正交各向异性粘合搭接接头)是本文报告的研究的主要目标,这些方法考虑了室温下材料的非线性。目标是利用这些方法来预测机械行为、极限载荷和故障模式。为了实现这一目标,开发了新的分析程序,并成功地用离散元技术对单、双和阶梯搭接粘合连接配置进行了检查。通过在静态单调递增载荷下制造和评估各种简单的接头样品,对这些非线性分析进行了实验验证。失效载荷和模式被用作主要的证实特性,但在中等载荷下观察到了少数这些简单接头样品的机械行为,发现与分析预测的行为相比更为有利。利用这些方法,设计、制造了更大、更复杂的粘合接头,并在室温静态单调递增载荷下进行了评估。新的分析方法可以准确预测任何中间载荷下的极限载荷、失效模式和详细应变行为,实验观察也证实了这一点。这些技术被纳入计算机化设计/分析程序,供结构应用使用,该程序用于生成粘合接头设计允许曲线。
新术语的引入和定义 . . . . 等于试样宽度的标距长度上的伸长在平台上的分布 . . 试样上的 d' 载荷与等于试样宽度的标距长度上的伸长率的比较 . . . . . . 试样的一般屈服 . . . . . . . . . . . . . 极限载荷和极限强度 . . . . . . . . . . . . 能量吸收 . . . . . . . . . . . . . . . . . 极限荷载能量吸收与极限强度和极限荷载伸长率的比较 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 钢筋百分比 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 开孔板的效率 . . . . . . . . . . . . 室温及低温下开孔周围区域的单位应变集中 . . . . . . 应变时效效应及偶然原因
飞机和航天器中使用的极限安全系数 (FOS ULT) 概念已经发展了几十年。目前,FOS ULT 1.5 是 FAR 规定的飞机值,而 1.4 的 FOS ULT 已用于各种航天器。本文的动机是希望简明扼要地解释极限安全系数概念的起源、正确解释和应用,因为作者在其职业生涯中看到了许多对这一概念的误解和不正确的应用。简要概述了极限安全系数概念的历史,详细介绍了安全系数在飞机设计、结构分析和操作中的正确应用,讨论了飞机和航天器极限载荷超标的例子,描述了航天器 1.4 FOS ULT 的演变,并解决了有关极限安全系数概念的一些误解。希望本文可以成为工程师了解极限安全系数的起源、目的和正确应用的总结性资源。
AD 意外损坏 AE 老化探索 ALARP 尽可能低 AMM 飞机维护手册 BITE 内置测试设备 CBM 基于条件的维护 CCMM 持续充电强制维护 CM 状态监测 CMM 部件维护手册 CPL 裂纹扩展寿命 CRL 部件更换清单 CTM 参见 Cty Cty 应急维护 DDP 设计和性能声明 DO 设计组织 DMML 主维护清单草案 DRACAS 数据报告和纠正措施系统 DUL 设计极限载荷 ECU 发动机更换单元 ED 环境损坏 EMI 电磁干扰 EO 明显的操作/经济 ERC 工程记录卡 ES 明显的安全 ESA 外部表面积 ETI 经过时间指示器 FF 故障查找 FFI 故障查找间隔 FFMC 功能故障模式代码 FLC 前线指挥 FMEA 故障模式和影响分析 FMECA 故障模式、影响和危害性分析 FMI 故障模式指示器 FOD 异物损坏
本文介绍了对 FLEXOP 演示飞机进行的地面测试活动。进行的测试分为结构、飞行系统和集成测试。除了描述测试设置和测试执行之外,还给出了主要发现和结论。结构测试包括静态、地面振动和适航性测试。静态和地面振动测试用于对制造的机翼和整个机身进行结构表征。本文还介绍了用于机翼形状和负载重建的光纤布拉格应变传感系统的评估和校准。适航性测试用于证明制造的机翼在指定极限载荷下的结构完整性。在飞行系统测试的背景下,简要介绍了机载自动驾驶仪硬件软件系统的主要组件,包括从 RC 发射器到飞机控制器的信号数据流、基线自动驾驶仪软件的功能以及与地面站的通信。所有这些组件都集成到硬件在环环境中,并简要介绍了伺服电机识别和硬件延迟测量。在设计基线和颤振控制器时考虑了测量的硬件延迟。在软件在环环境中,颤振控制器与基线控制器一起进行了测试。最后介绍系统集成测试。在此背景下,介绍了空气制动器、发动机、电子元件的兼容性、航程和滑行测试。
目录 1.0 简介 1 2.0 背景 12 2.1 识别关键疲劳敏感细节 12 2.2 断裂行为类型 15 2.3 断裂力学分析 16 3.0 断裂试验 35 3.1 试样制作、残余应力和材料特性 35 3.2 带结构细节的工字梁弯曲 41 3.3 带加筋壳的箱梁弯曲 45 3.4 带孔和 CCT 拉伸试样 47 4.0 试验分析 98 4.1 PD6493 计算 100 4.2 扩展裂纹的塑性极限载荷计算 111 4.3 计算施加 J 的有限元分析 112 4.4 J 估算方案 115 4.5 通过 J-R 曲线分析预测裂纹扩展121 4.6 Landes 归一化方法 125 4.7 通过裂纹张开角预测裂纹扩展 129 5.0 延性断裂模型在船舶结构中的应用指南 180 5.1 钢材和填充金属的规格 180 5.2 断裂力学试验方法 183 5.3 推荐的延性断裂模型 185 6.0 结论和进一步研究的建议 191 附录 1:HSLA-80 和 EH-36 材料的选定 J-R 曲线 附录 2:工字梁实验的实验数据 附录 3:箱梁实验的实验数据 附录 4:Cope-Hole 实验的实验数据 附录 5:样品应力强度因子计算 附录 6:工字梁和箱梁试件的极限载荷预测
3.3.6.4 有效载荷热调节 ...................................... 25 太空基 OTV ...................................................... 27 3.4.1 空间站运行和支持约束 ...................................... 27 3.4.1.1 机组人员支持 ........................................ 27 3.4.1.2 功耗 ...................................................... 27 3.4.1.3 质量考虑 ................................................ 27 3.4.1.4 地面通信 ................................................ 27 3.4.1.5 舱外活动/自动维护和保养 ........................ 27 3.4.2 OMV 对 OTV 的支持 ........................................ 27 3.4.2.1 发射 ...................................................... 27 3.4.2.2 回收 ...................................................... 27 3.4.2.3 推进剂补给 ................................................ 28 3.4.2.4 推进剂排空 ................................................ 28 3.4.2.5 OMV 接口 ...................................... 28 3.4.2.6 OMV 在轨服务 ...................................... 28 3.4.3 返回 OTV 轨道包络 ...................................... 28 3.4.3.1 STS 包络 ...................................... 28 3.4.3.2 空间站轨道包络 ...................................... 28 OTV 设计 ...................................................... 31 3.5.1 性能裕度 ................................................ 31 3.5.2 设计裕度 ................................................ 32 3.5.3 可靠性 ................................................ 32 3.5.4 冗余 ................................................ 32 3.5.5 人员评级 ................................................ 32 3.5.6 子系统设计标准 ........................................ 32 3.5.6.1 结构 ................................................ 32 3.5.8.1.1 疲劳......................................... 32 3.5.6.1.2 设计安全系数 ...................................... 33 3.5.6.1.3 验证试验 .............................................. 33 3.5.6.1.4 极限安全系数应用 ........................ 33 3.5.6.1.5 组合载荷 ...... ................................. 34 3.5.6.1.6 极限载荷 ...................................... 34 3.5.6.1.7 允许的机械性能 ........................ 35 3.5.6.1.8 气动弹性 ...................................... 35 3.5.6.1.9 地面处理约束 ...................................... 35 3.5.6.1.10 蒙皮壁板屈曲 ...................................... 35 3.5.6.1.11 应力腐蚀 ...................................... 35 3.5.6.1.12 抗损伤 ...................................... 35 3.5.5.1.13 错位和公差 ...................................... 35 3.5.6.1.14 断裂控制.., ...................................... 36 3.5.6.2 气动制动子系统设计标准 ............................. 36 3.5.6.3 推进 ...................................... 36 3.5.6.3.1 主推进系统 ................................ 36 3.5.6.3.1.1 火箭发动机 ................................ 36 3.5.6.3.1.2 主推进系统推进剂储存和输送系统 ........................ 36
第 9 章运行限制和信息 ...................................................................................................................... IIIA-9-1 9.1 总则 ...................................................................................................................................... IIIA-9-1 9.2 运行限制 ...................................................................................................................................... IIIA-9-1 9.3 运行信息和程序 ...................................................................................................................... IIIA-9-2 9.4 性能信息 ............................................................................................................................. IIIA-9-3 9.5 飞机飞行手册 ...................................................................................................................... IIIA-9-3 9.6 标记和标牌 ............................................................................................................................. IIIA-9-3 第 10 章持续适航 — 维护信息 ............................................................................................................. IIIA-10-1 10.1 总则 ............................................................................................................................................. IIIA-10-1 10.2 维护信息 ............................................................................................................................. IIIA-10-1 10.3 维修计划信息 ...................................................................................................................... IIIA-10-1 10.4 型号设计批准产生的维修信息 ...................................................................................................... IIIA-10-1 第 11 章安全 ...................................................................................................................................... IIIA-11-1 11.1 用于国内商业运营的飞机 ...................................................................................................... IIIA-11-1 11.2 风险最小的炸弹位置 ...................................................................................................................... IIIA-11-1 11.3 飞行机组舱的保护 ...................................................................................................................... IIIA-11-1 11.4 室内设计 ...................................................................................................................................... IIIA-11-1 第 IIIB 部分2004 年 3 月 2 日或之后提交合格审定申请的 5 700 公斤以上的飞机 ...................................................................................................................................... IIIB-1-1 第 1 章总则......................................................................................................................................................... IIIB-1-1 1.1 适用性 ......................................................................................................................................................... IIIB-1-1 1.2 发动机数量 ............................................................................................................................................. IIIB-1-1 1.3 操作限制 ............................................................................................................................................. IIIB-1-1 1.4 不安全特征和特性 ............................................................................................................................. IIIB-1-2 1.5 符合性证明 ............................................................................................................................................. IIIB-1-2 第 2 章飞行 ............................................................................................................................................. IIIB-2-1 2.1 总则 ............................................................................................................................................. IIIB-2-1 2.2 性能........................................................................................................................... IIIB-2-1 2.3 飞行品质 ................................................................................................................................ IIIB-2-5 2.4 稳定性和控制 .............................................................................................................................. IIIB-2-6 第 3 章设计和建造 ............................................................................................................................. IIIB-4-1 4.1 一般规定 ............................................................................................................................. IIIB-4-1 4.2 系统设计特点 ............................................................................................................................. IIIB-4-2结构 ................................................................................................................................................ IIIB-3-1 3.1 概述 .............................................................................................................................................. IIIB-3-1 3.2 质量和质量分布 .............................................................................................................................. IIIB-3-1 3.3 极限载荷 ...................................................................................................................................... IIIB-3-1 3.4 强度和变形 ............................................................................................................................. IIIB-3-1 3.5 空速 ............................................................................................................................................. IIIB-3-1 3.6 强度 ............................................................................................................................................. IIIB-3-2 3.7 生存能力 ............................................................................................................................................. IIIB-3-2 3.8 结构耐久性 ............................................................................................................................................. IIIB-3-3 3.9 特殊因素 ............................................................................................................................................. IIIB-3-4 第 4 章