《單機壽命監(jiān)控技術指南》共9章,介紹了單機壽命監(jiān)控管理的方法與實施技術。書中以當前應用最為廣泛、技術相對成熟的基于栽荷(應變)的單機壽命監(jiān)控管理方法為主體,在闡明國外廣泛采用的基于關鍵部位的應力、應變疲勞單機壽命監(jiān)控技術的同時,結合我國國情提出了針對飛機結構整體的基于當量損傷的單機壽命監(jiān)控技術,給出了單機監(jiān)控疲勞分散系數和基于單機壽命管理的單機結構延壽技術方面的研究成果,同時針對現有條件下起落架與相關結構和座艙蓋單機監(jiān)控的工程方法,以及保證結構完好率為目標的飛機結構壽命管理技術,介紹了初步研究成果,并概述了作為發(fā)展方向的結構健康監(jiān)測技術的現狀。
《單機壽命監(jiān)控技術指南》適合飛機設計和使用部門的工程技術人員及管理人員閱讀,也可作為高等院校相關專業(yè)的師生參考書。
為確保飛機在整個使用壽命期內的安全,達到長壽命、高可靠性的設計目標,必須實現飛機結構完整性要求。結構完整性的實現貫穿于飛機設計、制造和使用的全過程,而部隊管理起著必不可少的重要作用。飛機的壽命可靠性管理是部隊管理中最為重要的組成部分,當前,飛機的壽命可靠性管理已經由傳統(tǒng)的“機群管理”發(fā)展為“單機管理”,單機壽命監(jiān)控技術則是實現單機壽命可靠性管理的技術基礎;趩螜C壽命監(jiān)控的單機壽命管理的要求與方法已明確列入我國GJB 67.6A-2008((軍用飛機結構強度規(guī)范第6部分:重復載荷、耐久性和損.傷容限》,美國國防部聯合使用規(guī)范指南JSSG200-1998《飛機結構》、美國國防部標準MIL-STD-1530C(USAF)-2005《飛機結構完整性大綱》和英國DEF STAN 00 970《飛機設計要求》等國內外規(guī)范(標準),已在航空發(fā)達國家的飛機研制與使用中貫徹執(zhí)行,并已在我國得到初步應用,成為我國飛機壽命管理發(fā)展的必然趨勢。貫徹單機壽命管理不僅可以確保飛機使用安全,而且可以大幅度提高飛機機群的總體壽命水乎,對于提高部隊戰(zhàn)斗力和降低使用成本具有重大意義,軍事、經濟效益十分顯著。
為對我國全面貫徹單機壽命監(jiān)控與管理提供必要的技術支持,并為單機壽命監(jiān)控管理技術的發(fā)展與應用奠定堅實的基礎,在飛機結構強度技術相關專題研究中,組織有關航空院校、飛機設計研究所和空軍研究所的專家和技術人員,在消化吸收國外研究與應用成果,總結國內以往相關研究工作基礎上,結合我國國情,對單機壽命監(jiān)控與管理的關鍵技術進行了較為系統(tǒng)深入的理論與試驗研究,取得了重要成果。本書就是在總結上述研究成果的基礎上編著的。
本書以當前應用最為廣泛、技術相對成熟的基于載荷(應變)的單機壽命監(jiān)控管理方法為主體,系統(tǒng)闡述了相關方法與實施技術,在闡明國外廣泛采用的基于關鍵部位的應力與應變疲勞單機壽命監(jiān)控技術的同時,結合我國國情提出了針對飛機結構整體的基于當量損傷的單機壽命監(jiān)控技術。本書給出了單機監(jiān)控疲勞分散系數和基于單機壽命管理的單機結構延壽技術的研究成果,同時針對現有條件下起落架與相關結構和座艙蓋單機監(jiān)控的工程方法,以及以保證機隊結構完好率為目標的飛機結構壽命管理技術,介紹了初步研究成果。
術語符號
第1章 緒論
1.1 單機壽命監(jiān)控的意義與技術途徑
1.1.1 飛機(結構)的使用壽命
1.1.2 飛機(結構)壽命可靠性管理
1.1.3 單機壽命監(jiān)控的意義
1.1.4 單機壽命監(jiān)控的技術途徑
1.2 飛機結構基準使用壽命評定概述
1.2.1 相關概念
1.2.2 飛機結構基準使用壽命評定的主要技術途徑
1.3 國外單機壽命監(jiān)控技術發(fā)展與壽命管理情況綜述
1.3.1 監(jiān)控技術的發(fā)展
1.3.2 美國海軍飛機與空軍飛機的壽命管理方法
1.3.3 加拿大飛機的壽命管理方法
1.3.4 英國空軍飛機的壽命管理與監(jiān)控
1.3.5 荷蘭飛機的壽命管理與監(jiān)控
1.3.6 德國軍用飛機的壽命管理與監(jiān)控
1.3.7 其他國家飛機的壽命管理與監(jiān)控
參考文獻
第2章 飛參數據處理技術
2.1 引言
2.2 飛參記錄系統(tǒng)的構成、分類及發(fā)展歷程
2.2.1 飛參記錄系統(tǒng)的構成和分類
2.2.2 飛參記錄系統(tǒng)發(fā)展歷程
2.3 飛參數據處理方法
2.3.1 某型飛機飛參記錄系統(tǒng)介紹
2.3.2 監(jiān)控參數的選取
2.3.3 監(jiān)控參數偽數據的去除
2.3.4 監(jiān)控參數采樣率的處理
2.3.5 飛行時間的計算
2.3.6 載荷數據有效峰谷點的獲取
2.3.7 當量過載與外掛重量
2.4 單機飛參數據處理結果
參考文獻
第3章 單機結構疲勞分散系數研究
3.1 引言
3.2 概念與定義
3.2.1 疲勞分散系數的概念
3.2.2 相關規(guī)范關于疲勞分散系數的規(guī)定
3.2.3 機群定壽的疲勞分散系數
3.2.4 單機監(jiān)控的疲勞分散系數_
3.3 各國關于軍用飛機結構疲勞分散系數的規(guī)定與分析
3.3.1 分散系數的計算公式
3.3.2 對數壽命標準差cro的選取
3.3.3 各國規(guī)范關于耐久性(疲勞)試驗分散系數的規(guī)定
3.4 載荷歷程差異性對應的疲勞分散系數研究
3.4.1 某型飛機載荷歷程差異性對應的疲勞分散系數研究
3.4.2 國外有關載荷歷程差異性對應疲勞分散系數的研究結論
3.4.3 載荷差異性對應的疲勞分散系數取值的初步結論
3.4.4 載荷差異性對應疲勞分散系數取值的驗證
3.5 單機結構疲勞分散系數的選取
3.5.1 單機監(jiān)控飛機疲勞分散系數選取技術研究的目的及意義
3.5.2 單機結構疲勞分散系數選取的技術途徑
3.5.3 對單機結構疲勞分散系數選取的建議
3.6 單機壽命分散系數在單機壽命監(jiān)控中的應用
參考文獻
第4章 基于當量損傷的單機壽命監(jiān)控技術
4.1 引言
4.2 技術途徑
4.3 當量損傷的概念及計算方法
4.3.1 當量損傷的定義及一般公式
4.3.2 當量損傷的計算方法
4.3.3 損傷指數的選取技術
4.4 單機當量損傷計算
4.4.1 以一次飛行為基本單元的當量損傷計算
4.4.2 以單機過載譜為基本單元的當量損傷計算
4.5 監(jiān)控控制參數
4.6 基于當量損傷的單機壽命監(jiān)控技術的適用范圍
4.6.1 適用條件
4.6.2 應變疲勞問題的影響
4.7 基于當量損傷的單機壽命監(jiān)控技術試驗驗證
4.8 示例參考文獻
第5章 基于關鍵部位損傷的單機壽命監(jiān)控技術
5.1 引言
5.2 技術途徑
5.3 關鍵部位單機應力譜
5.3.1 由飛參數據確定關鍵部位單機應力譜
5.3.2 由應變數據確定單機關鍵部位應力譜
5.4 單機指定使用區(qū)間的疲勞損傷率
5.4.1 用于疲勞損傷率計算的疲勞分析方法
5.4.2 以基準譜下關鍵部位壽命結論為依據計算疲勞損傷率
5.5 單機已飛歷程導致關鍵部位的疲勞壽命消耗
5.6 單機結構關鍵部位的剩余壽命
參考文獻
第6章 起落架與相關結構及座艙蓋的單機壽命監(jiān)控
6.1 起落架與相關結構單機壽命監(jiān)控
6.1.1 引言
6.1.2 起落架與相關結構單機壽命監(jiān)控方法
6.1.3 基于重量參數的起落架與相關結構單機壽命監(jiān)控工程方法
6.1.4 起落架單機壽命監(jiān)控示例
6.2 座艙蓋單機壽命監(jiān)控
6.2.1 引言
6.2.2 座艙蓋單機壽命監(jiān)控方法
6.2.3 座艙蓋單機壽命監(jiān)控示例
參考文獻
第7章 基于單機壽命監(jiān)控與管理的單機結構延壽技術
7.1 概述
7.1.1 飛機結構疲勞延壽的意義
7.1.2 單機壽命監(jiān)控與管理對結構疲勞延壽的主要作用
7.1.3 基于單機壽命監(jiān)控與管理對結構疲勞延壽的前提條件
7.1.4 基于單機壽命監(jiān)控與管理的飛機結構疲勞延壽.的含義與主要內容
7.2 達到機群基準使用壽命的單機結構疲勞延壽技術途徑
7.2.1 以機群基準使用壽命為基礎的單機結構疲勞延壽技術途徑
7.2.2 引入單機分散系數延壽的技術途徑
7.3 達到單機壽命結論后的進一步延壽
7.3.1 前言
7.3.2 進一步延壽的前提條件
7.3.3 基于損傷容限技術的安全裂紋擴展周期進一步延壽
7.3.4 基于經濟修理的進一步延壽
……
第8章 單機壽命管理關鍵技術
第9章 飛機結構健康監(jiān)測技術
參考文獻
1.1.1 飛機(結構)的使用壽命
任何一種型號飛機的研制均需實現它所承擔的作戰(zhàn)使命,即必須滿足訂貨方提出的戰(zhàn)術技術要求,達到規(guī)定的高性能是飛機研制的根本。但是,為以盡可能少的飛機數量達到該型飛機在指定年限內完成作戰(zhàn)使命的戰(zhàn)略要求,飛機必須有足夠長的使用壽命,因此,使用壽命也是飛機的重要戰(zhàn)術技術指標。現代飛機的高性能導致飛機制造成本日益昂貴,從經濟性出發(fā),對加長使用壽命的要求越來越高。
飛機結構是飛機的載體,是安全地實現飛機作戰(zhàn)的高性能和滿足使用壽命要求的基礎,結構的失效將導致整個飛機的失效,因此可以說,飛機結構的使用壽命決定著飛機的使用壽命。
飛機(結構)的使用壽命包括飛行小時數、飛行次數(起落數)和使用年限。飛行小時數與飛行次數對應著在規(guī)定的使用條件(載荷與環(huán)境)下結構的疲勞壽命,而使用年限則需考慮結構在使用環(huán)境下的腐蝕(老化)造成的結構功能失效或修理經濟性,對應著結構的日歷壽命。
與結構靜強度不同,飛機結構的使用壽命取決于“使用方法”。結構靜強度是由飛機使用中可能承受的最大載荷決定的,將規(guī)定的最大使用載荷(限制載荷)考慮載荷和結構制造質量可能的分散性放大一個安全系數(不確定系數)構成設計載荷(極限載荷),作為結構靜強度設計與考核的依據。而飛機結構的使用壽命則對應著規(guī)定的使用方法,使用方法包括飛機使用的任務類型,每個任務類型的任務剖面以及每種任務飛行次數的比例,飛機的飛行訓練大綱是使用方法的一種常見表示形式。