在剪力作用下,机身上下两块蒙皮就像是机翼的大梁腹板,承受剪力引起的剪应力;机身左右两块蒙皮和桁条就像是机翼的上下蒙皮、桁条和梁缘条,承受弯矩引起的拉、压正应力;机身周圈蒙皮也就像机翼的周圈蒙皮和大梁腹板,承受扭矩引起的剪应力。

在垂直尾翼的侧向载荷作用下,后机身承受的应力,(a)侧向载荷在后机身结构中引起的内力;(b)后机身承受的弯曲正应力;(c)后机身承受的剪应力.

飞机结构疲劳设计,飞行中飞机结构承受的载荷不仅具有静载荷的特点,而且还具有随时间变化的疲劳载荷的特点。

例如,飞机起飞一飞行一着陆为一个循环,承受地一空一地周期循环载荷;气密座舱增压载荷也是周期性循环载荷。而在飞行中承受的突风载荷、机动载荷,着陆时撞击载荷、地面滑行载荷等又是载荷大小和出现次数都随机分布的随机载荷。

因此,为了保证飞机飞行的安全,单单考虑飞机机体结构的静强度和刚度是不够的,还要考虑飞机机体结构的抗疲劳性能。

后机身在垂直尾翼侧向载荷作用下,结构发生剪切、弯曲和扭转变形,承受剪力、弯矩和扭矩的作用。

所以安全寿命设计只考虑无裂纹(即可检裂纹)寿命,而不考虑带裂纹的寿命。

CCAR-25部规定安全寿命(疲劳)评定标准为:这些结构必须用有试验依据的分析表明,它们能够承受在其服役寿命期内预期的重复载荷作用而没有可察觉的裂纹。

安全寿命设计的任务是:用数理统计方法,通过设计、试验和分析来确定新飞机的安全寿命,保证在安全寿命期内,发生疲劳破坏的概率最小。

安全寿命设计工作从一开始设计的材料选择、应力水平控制、结构细节设计,到生产过程中质量控制、部件及全尺寸匕机的疲劳试验,以及在最后使用阶段的载荷谱实测、寿命损耗监测等,涉及并贯穿了飞机设计、生产和使用的全过程。

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