含表面裂紋某航空構(gòu)件在復(fù)合加載下的三維損傷容限研究.pdf

1、復(fù)合載荷模式下的含初始表面裂紋結(jié)構(gòu)或部件是航空航天工程中常見(jiàn)的復(fù)雜損傷結(jié)構(gòu)。對(duì)裂紋前沿的應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算和損傷容限分析對(duì)航空結(jié)構(gòu)的安全性及壽命設(shè)計(jì)至關(guān)重要。目前工程中主要基于二維疲勞斷裂理論評(píng)定結(jié)構(gòu)損傷,而實(shí)際工程中因結(jié)構(gòu)和載荷的復(fù)雜性而出現(xiàn)強(qiáng)烈的三維效應(yīng)。本文主要基于三維斷裂理論對(duì)含傾斜表面裂紋彈性體、結(jié)構(gòu)三維剩余強(qiáng)度以及含裂結(jié)構(gòu)的裂紋擴(kuò)展,進(jìn)行了系統(tǒng)研究,具體的研究工作和結(jié)論如下:
　　 1.針對(duì)含傾斜半橢圓表面裂紋彈性體,本文給

2、出了裂紋前沿復(fù)合型應(yīng)力強(qiáng)度因子的分布規(guī)律;并著重考察了橢圓形狀因子a/c、厚度比a/t、裂紋面傾角β、以及泊松比υ等參數(shù)對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子分布的影響。研究發(fā)現(xiàn),沿整個(gè)裂紋前沿,Ⅰ型應(yīng)力強(qiáng)度因子受a/t影響較大；Ⅱ型應(yīng)力強(qiáng)度因子受a/c影響較大,Ⅲ型應(yīng)力強(qiáng)度因子受a/c、a/t影響皆較弱。當(dāng)β≥45°,離面約束因子Tz顯著增強(qiáng),且受a/c影響較大,需充分考慮三維效應(yīng)；而Ⅱ型和Ⅲ型應(yīng)力強(qiáng)度因子也不能被簡(jiǎn)單忽略。
　　 2.基于三維彈性力