航空结构断裂损伤评定-固体力学专业论文.docxVIP

by by Yang Long Advised by Professor Wanlin Guo Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering March，2010 ， 承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下， 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明 引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著 作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人 和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复 印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 1 ..1 咱F A 南京航空航天大学硕士学位论文摘要 南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 当前工程界广泛应用的断裂理论主要是二维断裂力学理论，而实际工程结构的断裂往往具 有明显的三维效应。结构强度研究必须从理想的平面理论假设向更加接近实际情况的三维理论 发展，因此研究裂纹尖端的三维应力场和孔边的三维应力集中具有非常重要的意义。本文正是 基于这一思想，结合某飞机部件损伤容限实验分析，利用I．Ⅱ复合型三维断裂准则，采用有限 元数值分析方法预测了该部件的剩余强度；同时运用三维缺口力学方法分析了双孔T型结构的 孔边三维应力集中问题，以上工作取得了以下主要结论： 1． 分析了某航空连接件裂纹尖端的应力分量及相关断裂参数的三维分布特性，发现只有在， 主导区内，各参数才能准确的描述裂纹尖端场，在这种复合载荷作用下离面约束因子疋分布规 律不同于其在纯I型载荷时的分布。 2． 采用三维断裂理论，对航空连接件进行了剩余强度分析，所得结果比采用平面断裂理论更 能准确的描述实验现象，这对下一步试验方案的确定起到了重要的指导作用。当裂纹位于 a／B=3．5和a／B=4．5时，采用平面断裂理论得出结构早已破坏的错误结论，而采用三维理论却发 现结构仍具有较大的剩余强度。 3． 分析了双孔T型结构的孔边三维应力集中问题，结果发现，孔两侧三维应力集中因子沿腹 板厚度呈现完全不同的分布，在圆孔左侧应力集中系数从腹板下表边至上表面呈增大趋势，而 孔右侧相反，从孔半径变化对腹板两自由表面上及厚度中截面上的应力集中的影响，可以看出 孔半径越大，应力集中越严重，腹板中截面处的应力集中因子较表面上的值大25％左右。 关键词：离面约束因子疋，-，积分，应力集中因子，三维断裂力学，厚度效应，应力强度因子， 航空结构断裂损伤评定 航空结构断裂损伤评定 Abstract The fatigue五眦tu托methodology widely used now is built on two-dimensional(2D)theory,but three-dimensional(3D)e彘ct plays an important role in real s缸uctures．The research on the strength theory should be developed from the planar to the 3D theory．Therefore，it has very important actual significances to investigate 3D distributions of stresses and触cture parameters at the crack border and stress concentration factors(scD at the roots of holes．Following this direction，the 3D I-II mixed mode fracture theory has been successfully used to predict the residual strength of the aircraft component．Meanwhile the 3D stress concentrations at the roots of the hole in the T type structure are also investigated．The following results achieved： 1．The 3D distributions of stresses and fracture param