摘要：铆钉搭接结构是典型的多位置损伤敏感结构,容易在多个铆钉孔边萌生疲劳裂纹,进而威胁飞机结构安全。由于裂纹个数、位置和大小随机多变,铆钉与平板间存在复杂的接触关系。为高效、准确计算多铆钉搭接板的应力强度因子以进行裂纹扩展寿命分析,提出针对搭接结构复杂裂纹问题的权函数分析方法。首先,对多铆钉搭接板的复杂裂纹构型进行合理简化分类,利用其对应的权函数求解应力强度因子。然后,采用有限元分析计算含裂纹多铆钉搭接板的应力强度因子以验证权函数法的计算精度。最后,将经验证的权函数分析方法结合Paris裂纹扩展公式,对铆钉搭接结构进行疲劳裂纹扩展分析,并通过试验验证分析方法的有效性。结果表明,采用权函数法计算的应力强度因子与完全采用有限元方法计算的应力强度因子的相对差别小于5%,分析预测的裂纹扩展寿命与试验结果吻合良好,且计算效率比完全采用有限元法快3个数量级,进而为铆钉连接结构孔边裂纹的应力强度因子和疲劳裂纹扩展分析提供了一个有效方法。

摘要：适航要求飞机设计商需评定广布疲劳损伤(WFD)建立有效性限制(LOV),以保证飞机服役期间结构不会发生WFD而导致灾难性事故。采用三维有限元分析多位置损伤(MSD)敏感结构,通过优化试样尺寸、合理选择铆钉和螺钉,设计了搭接、对接两类共线8孔铆钉连接结构,使得同排共线孔孔边具有相似应力分布特征且偏心弯曲小,能够随机萌生疲劳裂纹。通过实验验证了这些结构疲劳实验均随机萌生多裂纹,并给出了这两类典型飞机连接结构的多位置损伤实验裂纹萌生和结构失效寿命的平均行为。