摘要：针对运输类飞机结构广布疲劳损伤(WFD),跟踪和总结了国内外所开展的一些重要行动及其结果,客观地分析了现行的有关疲劳损伤的适航规章在执行中存在的不安全因素,指出现行的适航要求和长期依赖已有检查手段对维持飞机超出某一期限后的持续适航是不充分的,会产生不可接受的结构破坏和相关事故的危险性,需要对WFD在其发生之前采取主动的预先解决方法。对WFD检查的革新性的改变导致了针对WFD的适航条例的修正。对美国联邦航空管理局(FAA)提议的针对WFD的规章修正案草案中关于设计批准书持有人的行动及其相关的符合性方法作了分析和解读,重点阐明了新规章对WFD的适用性以及在新规章下要求的飞机WFD评定的方法和过程,包括WFD开始检查点和结构更改点的确定、飞机使用限制(初始使用限制和延伸使用限制)的建立、适航限制条款的建立和修订等。在此基础上,提出了当前乃至今后中国民机结构损伤容限设计和分析新的研究方向。

摘要：提出了一种广布疲劳损伤裂纹萌生寿命概率分布的分析模型。通过研究广布疲劳损伤敏感结构中裂纹萌生机理,将多细节结构裂纹萌生寿命的取值事件转化为3个独立事件的积事件,前者的发生概率等于3个独立事件发生概率的乘积,3个独立事件的发生概率可由单细节结构裂纹萌生寿命的概率分布求得。从而可由单细节结构裂纹萌生寿命概率分布得到多细节结构中依次出现的各条裂纹的萌生寿命的概率分布。进行了单细节带孔板与多细节带孔板的裂纹萌生试验,并利用本文分析模型对多细节带孔板的裂纹萌生寿命进行了预测。预测结果和试验结果吻合良好,表明该模型是有效的。

摘要：针对广布疲劳损伤平均行为预测过程复杂、消耗大量时间的问题,建立广布疲劳损伤概率萌生模型和裂纹扩展模型,在裂纹扩展过程中通过ABAQUS二次开发求解出七孔板孔边裂纹前缘的应力强度因子,应用蒙特卡罗法得到广布疲劳损伤平均行为,通过机器学习建立广布疲劳损伤仿真程序训练集,构建应力水平、裂纹随机萌生、裂纹随机扩展3个参数为设计变量,分别建立多项式响应面模型和高斯过程回归模型训练。结果表明,广布疲劳损伤平均行为与试验数据相比误差在6%之内,多项式响应面模型和高斯过程回归模型相比较,高斯过程回归模型精度更高,误差不超过10%,与传统方法相比可以节约90%的计算时间成本,所构建的高斯过程回归模型可以精确地确定广布疲劳损伤平均行为。

摘要：近年来,运输类飞机适航条例围绕飞机的持续适航和使用要求发生了了许多重要改变,给我国发展中的大型客机的通航审定带来新的课题。为此,本文首先介绍了适航条例关于运输类飞机金属结构广布疲劳损伤(WFD)要求的演变背景;然后,根据适航条例的最新修正案和咨询通报最新要求,阐述了新设计飞机的WFD评定、使用限制、检查门槛值和维修措施的制定步骤,并且提出了对WFD的概念及WFD评定与疲劳/损伤容限评定的关系的理解和思考,建议国内加强WFD评定的学术和工程发展研究,为大型客机设计和适航符合性验证提供依据。

摘要：针对老龄飞机的广布疲劳损伤(Widespread Fatigue Damage,WFD)评估问题,通过试验方法研究了不同结构参数对非共线多裂纹结构剩余强度的影响,修正原有剩余强度评估方法中的缺陷,提出改进的净截面屈服准则和改进的Irwin塑性区连通准则,获得更准确的评估结果。改进的净截面屈服准则评估结果误差小,适用范围广,可以评估铆钉孔间距和铆钉孔直径对结构剩余强度的影响;改进的Irwin塑性区连通准则在铆钉孔间距大于10mm时,有较准确的评估结果,还可以评估裂纹分布位置对剩余强度的影响。

摘要：由串联系统的概率模型导出一种预计结构初始广布疲劳损伤的概率模型，此模型是由单细节结构的疲劳寿命预测多细节结构在相同应力水平下产生多裂纹时的寿命。设计两种具有不同细节数的试验件，在随机谱和常幅谱作用下完成疲劳试验（m个细节开裂时的寿命）。单细节结构的寿命分别用疲劳额定值（DFR）法和试验第一条裂纹出现的寿命计算得到，然后用预计广布疲劳损伤发生的概率模型计算m个细节产生裂纹时的寿命，与试验结果比较，验证该模型的可靠性。

摘要：广布疲劳损伤是老龄飞机结构中存在的一种损伤,直接影响到飞机的安全性和可靠性,它的特征是飞机的多个部位存在疲劳裂纹损伤或构件上同时存在多个疲劳裂纹损伤。这些裂纹一旦发生聚合和连通,结构剩余强度就会急剧降低,从而发生灾难性的事故。以美国FAA为代表的国际当局也一直在寻求避免民机发生由广布疲劳损伤导致的事故的方法,在经过多年的研究后,FAA发布了相关文件,对现行规章及指导材料进行了修正,明确了民机验证广布疲劳损伤问题的方法。本文参照文件介绍避免广布疲劳损伤发生的方法及对民机设计与验证的影响。

摘要：为了研究民用飞机机身蒙皮修理的广布疲劳损伤特性,设计试验件进行试验研究,并对其进行有限元分析。结果表明:机身蒙皮修理连接区的初始裂纹的萌生位置基本上是等概率随机产生的;在多裂纹的共同作用下,导致结构剩余强度降低,引起裂纹萌生的加速和竞争效应,最终导致连接区破坏;损伤容限分析得到的主裂纹扩展曲线与试验结果趋势吻合,但计算结果较小、趋于保守。

摘要：随着航空工业的发展,飞机经过长时间服役,其广布疲劳损伤带来的飞机服役可靠性问题日益受到关注。针对飞机铝合金壁板结构开展了疲劳裂纹扩展试验与剩余强度拉伸试验,以及数值仿真研究,并采用塑性区连通准则、表观断裂韧性准则、净截面屈服准则和韧带平均应力准则4种典型的多裂纹连通准则对其剩余强度进行了对比分析。结果表明:随着疲劳裂纹的逐渐扩展,裂纹尖端应力强度因子逐渐增大,裂纹扩展速率逐渐增大。对于含多裂纹的铝合金壁板结构,建立剩余强度与裂纹总长度的关系更能准确体现机身壁板在实际服役过程中的剩余强度变化。与其他3种准则相比,塑性区连通准则可以控制含等长度裂纹与非等长度裂纹的铝合金壁板结构剩余强度的预测结果与试验结果的相对误差在5%以内,是4种准则中预测精度最高的,因此,塑性区连通准则对飞机铝合金壁板结构广布疲劳损伤设计具有良好的指导意义。

摘要：为了保障飞机的使用安全,与结构疲劳失效相关的适航规章已经经历了70多年的演变过程。本文以历史时序为线索,回顾了相关的适航规章在不断吸取疲劳破坏事故经验教训的过程中逐步完善的演变历史,包括:进行以安全寿命理念的疲劳设计分析;通过全机结构疲劳试验来确定飞机的使用寿命;确立破损安全的设计理念并进行静强度试验验证;为兼顾减重和保障在役飞行安全而提出的损伤容限设计与试验验证;在设计寿命内,通过试验验证来保证不会发生广布疲劳损伤破坏;(6)确定有效限制寿命(LOV),以确保飞行安全。由此明确了飞机发生疲劳损伤的影响因素,不仅涉及材料的性能表征、制造和安装工艺,也与飞机的使用状态密切相关,明确指出满足适航规章要求的核心手段是采用积木式试验方法构建试验金字塔来完成飞机结构设计的适航认证。