1、2018/10/12,1,2.3 复杂载荷情况,飞机是一种反复使用的运载工具或作战武器。服役期内会遇到各种载荷。设计中,不仅应掌握典型设计状态中的极限载荷及其对结构作用的分析方法,(以作为飞机结构极限能力的设计依据);还应把握这些载荷的变化规律,作用次数等统计规律,因为这些虽未达到极限状态,但长期作用仍对结构有破坏作用,这就是通常所说的疲劳载荷。,2018/10/12,2,2.3 复杂载荷情况,一、疲劳载荷飞机遇到载荷长期反复变化地作用,这种作用会导致结构 的“疲劳” 破坏,因此这种载荷历程一般称为“疲劳”载荷。 类 型: 1.突风载荷:大气紊流的作用,是民机、运输机的重要疲劳 载荷,大气紊流
2、的强度以及作用的次数统计; 2.机动载荷:飞机机动(变速)飞行中升力变化载荷,是军机的主要疲劳载荷,机动飞行的种类,飞行次数等; 3.增压载荷:气密压舱一个飞行起落中,压力的变化,增压载 荷的变化规律,作用次数等统计; 4.着陆撞击载荷:一个起落一次撞击,撞击载荷的强度;,2018/10/12,3,2.3 复杂载荷情况,地面滑行载荷:指地面滑行飞机颠簸所受到的载荷,与飞 机跑道的质量、飞机的重量等有关; 发动机动力装置的热反复载荷; 地-空-地循环载荷:飞行地面滑行时的1g载荷变化到空中飞行的1g载荷,这种均值载荷的变化也是疲劳载荷; 其他:机翼尾流对尾翼的周期性作用,2018/10/12,4
3、,2.3 复杂载荷情况,作 用: 设备工作的影响; 人员的不适; 结构疲劳导致缺陷生长成裂纹并不断发展,最终导致断裂 疲劳载荷是飞机设计中最重要的考虑因素,是定寿的基本依据。,2018/10/12,5,2.3 复杂载荷情况,二、其他特殊情况载荷 1、非正常状态载荷: 单发停车、尾旋、单轮着地、打地转、机头碰地、飞机翻倒、强迫着陆等情况。,2018/10/12,6,2.3 复杂载荷情况,2、鸟撞载荷鸟撞试验,2km以下最大飞行速度飞行时风档承受1.8kg鸟撞。 3、冰雹载荷防冰、破冰措施,考虑承受冰雹撞击(密度、直径、速度等) 4、噪声:声压场测量 预测声载荷大小、分布、作用时间,声振结构疲劳分
4、析 动力装置噪音:螺旋桨、压气机、喷气的噪音 空气动力噪音:附面层压力波动、尾流、激波振荡 武器发射噪音:机炮、导弹、火箭发射 5、瞬时的响应载荷起飞助推、外挂物投放、弹射等对飞机结构作用的载荷。,2018/10/12,7,2.3 复杂载荷情况,三、环境谱的编制前面的载荷谱为载荷大小随时间的变化,即载荷时间历程,环境谱则为环境强度随时间的变化,即环境时间历程。一架飞机使用寿命:民机3000060000飞行小时军机30008000飞行小时 日历寿命2025年地面停放的影响主要是环境。 1.环境谱的编制步骤: 确定飞机使用环境种类(根据飞机的特定用途和使用方法) 根据战、技要求或使用要求,确定飞机在不同地域服役时间 根据使用任务剖面(规定了任务类型、有效负载、飞行时间和该任务的使用百分比),确定各任务段的时间比例及地面停放时间比例; 获取环境数据; 编制各类环境谱。,2018/10/12,8,2.3 复杂载荷情况,2、温度效应及其载荷来 源: 高速气流运动(一般)在机体表面的摩擦生热,与环境温度及 飞行速度有关: 发动机燃烧及其尾部热气流对结构的作用。作 用: 一般降低结构材料的强、刚度; 产生热变形/热应力;均匀温度对静定结构产生热变形而无热应力;温度梯度产生热变形和热应力;均匀温度对静不定结构产生热应力。 热的蠕变效应。,