ZWS10-12破损安全设计思想可看作损伤容限设计思想的“雏型”,至今仍是后者的一个组成部分。

损伤容限设计概念是承认结构在使用前就带有初始缺陷,并认为由初始缺陷到形成临界裂纹的裂纹扩展寿命即是结构的总寿命。所以它不考虑无裂纹寿命,只考虑带裂纹寿命。

损伤容限设计思想是:承认结构在使用前就带有初始缺陷,但必须把这些缺陷在规定的未修使用期内的增长控制在一定的范围内,使结构满足规定的剩余强度要求,以保证飞机的安全性和可靠性。

损伤容限设计方法是:承认结构在使用前就带有初始缺陷,并通过结构设计和试验研究控制裂纹的扩展,对可检结构给出检查周期,对不可检结构提出严格的剩余强度要求和裂纹增长限制,以保证结构在给定的使用寿命内,不致困未发现的初始缺陷扩展失控而造成飞机的灾难性事故。由此可见,在损伤容限设计中,无论是可检构件还是不可检构件都可以带着裂纹工作,只要裂纹在控制范围内。所以、损伤容限除了通过结构设计和试验研究裂纹扩展规律,控制裂纹扩展速率外,还有一个很重要的工作是使带有允许裂纹的结构满足规定的剩余强度要求,以保证飞机结构的安全性和可靠性。

有关损伤容限的专业名词,损伤容限,结构在规定的未修使用周期内,抵抗由于缺陷、裂纹或其他损伤造成的破坏的能力。也可以说是在保证结构安全可靠地工作到下次检查的条件下,允许结构存在的缺陷和损伤。

裂纹扩展寿命,在设计应力谱作用下,til初始裂纹扩展到临界裂纹时所得的寿命。

剩余强度,含裂纹结构的承载能力。结构件的剩余强度会随裂纹尺寸的增加而减少。

损伤容限载荷,在规定的未修使用最小周期内,为了保证飞机饭行安全和飞行性能,带有损伤的飞机结构必须能承受的载荷。

损伤容限结构分类,损伤容限设计的结构应该是缓慢裂纹扩展结构或破损安全结构,或者是这两种类型的结合。

缓慢裂纹扩展结构,这种结构应被设计成初始损伤以稳定、缓慢的速率扩展,以保证在规定的检查周期内,在使用载荷作用下,结构内的初始缺陷或裂纹不至于扩展到临界裂纹的尺寸。这种结构要求材料的裂纹扩展速率较低,而且要通过质量控制使结构件可能存在的初始缺陷尺寸小于通过试验和分析所确定的初始缺陷值。

通过选用裂纹扩展速率低的结构材料和控制结构件上初始缺陷的尺寸,使其初始缺陷扩展到临界裂纹尺寸的寿命(分散系数为2)大于规定的检修周期,来确保飞机飞行安全。

破损安全结构又分为破损安全多路传力结构和破损安全止裂结构。

破损安全多路传力结构:具有两条或两条以上的传力路线,当一条传力路线由于其中某一构件破坏而中断时,要求的破损安全载荷仍可通过其他传力路线传递过去。比如,机身隔框在内外两根缘条之间增加一根角材,形成三根缘条。当一根缘条破坏时,其余两根缘条仍能受载―分别承受拉、压正应力,将弯矩传递过去(见图1.1-34(a))。机翼的上下壁板由机翼大梁缘条和整体壁板铆接而成,机翼弯曲产生的正应力由大梁缘条和整体壁板一起承担。如果大梁缘条由于裂纹扩展而失效,整体壁板仍可以承受正应力将弯矩传递过去(见图1.1-34 (b))。

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