飞机结构强度规范与试验欢欢 迎迎 学学 习习中中中中 国国国国 民民民民 用用用用 航航航航 空空空空 飞飞飞飞 行行行行 学学学学 院院院院1-5 飞机结构强度规范与试验 2/25飞机强度规范飞机强度规范设计设计制造制造使用使用设计满足承载能力要求的设计满足承载能力要求的飞机结构飞机结构保证达到设计承载能保证达到设计承载能力要求力要求不降低结构的承载不降低结构的承载能力能力结构处于良好工作状态结构处于良好工作状态1-5 飞机结构强度规范与试验 3/25飞机强度规范飞机强度规范Q飞机强度规范根据飞机性能要求，对飞机各使用状根据飞机性能要求，对飞机各使用状态的严重受载特点、强度设计准则、态的严重受载特点、强度设计准则、结构承载余量、刚度要求及使用限制结构承载余量、刚度要求及使用限制等作出的有关规定。等作出的有关规定。1-5 飞机结构强度规范与试验 4/25运输机严重受载特点运输机严重受载特点Q运输机严重受载情况主要由突风作用产生，其受载特点如下：小速度大迎角平飞遇向上突风时，可小速度大迎角平飞遇向上突风时，可能出现升力系数与过载值达最大；能出现升力系数与过载值达最大；大速度下滑遇向上突风时，可能出现大速度下滑遇向上突风时，可能出现速压最大的情况；速压最大的情况；大速度小迎角平飞遇垂直突风时，可大速度小迎角平飞遇垂直突风时，可能出现过载与速压最大的情况；能出现过载与速压最大的情况；1-5 飞机结构强度规范与试验 5/25运输机严重受载特点运输机严重受载特点Q运输机严重受载情况主要由突风作用产生，其受载特点如下：巡航飞行遇向下突风时，可能导致飞巡航飞行遇向下突风时，可能导致飞机飞行高度的迅速下降；机飞行高度的迅速下降；超重着陆和粗猛着陆时，可能导致起超重着陆和粗猛着陆时，可能导致起落架受载超过规定，造成相关结构损坏；落架受载超过规定，造成相关结构损坏；机翼在周期性阵风中剧烈振动时，机机翼在周期性阵风中剧烈振动时，机翼结构所受交变载荷可能超过最大值。翼结构所受交变载荷可能超过最大值。1-5 飞机结构强度规范与试验 6/25强度设计准则强度设计准则Q静强度设计准则（30年代）主要保证飞机结构在静载荷作用下不主要保证飞机结构在静载荷作用下不发生破坏。发生破坏。v静载荷：静载荷：大小、方向不变或由零缓慢增大到一定值大小、方向不变或由零缓慢增大到一定值的载荷。的载荷。1-5 飞机结构强度规范与试验 7/25强度设计准则强度设计准则Q气动性强度刚度设计准则（40年代）主要保证飞机结构不仅具有足够的静主要保证飞机结构不仅具有足够的静强度，而且具有足够的刚度。强度，而且具有足够的刚度。1-5 飞机结构强度规范与试验 8/25强度设计准则强度设计准则Q疲劳安全寿命设计准则（50年代）主要保证飞机结构在使用寿命期间承主要保证飞机结构在使用寿命期间承受交变载荷不发生可检裂纹。受交变载荷不发生可检裂纹。1-5 飞机结构强度规范与试验 9/25强度设计准则强度设计准则Q安全寿命/破损安全设计（60年代）主要保证飞机结构在疲劳破损或单个主要保证飞机结构在疲劳破损或单个主要构件明显损坏后不发生灾难性破主要构件明显损坏后不发生灾难性破坏事故。坏事故。1-5 飞机结构强度规范与试验 10/25强度设计准则强度设计准则Q经济寿命/损伤容限设计（70年代）主要保证飞机结构在经济寿命期内，主要保证飞机结构在经济寿命期内，经受严重的疲劳、腐蚀或意外损伤未经受严重的疲劳、腐蚀或意外损伤未测出前，剩余结构能承受适当载荷而测出前，剩余结构能承受适当载荷而不破坏或过量变形。不破坏或过量变形。现代大型客机一般采用该强度设计准现代大型客机一般采用该强度设计准则。则。1-5 飞机结构强度规范与试验 11/25强度设计准则强度设计准则Q可靠性设计将疲劳安全寿命设计、安全寿命将疲劳安全寿命设计、安全寿命/破损破损安全设计、经济寿命安全设计、经济寿命/损伤容限设计准损伤容限设计准则用可靠性理论和分析方法统一起来。则用可靠性理论和分析方法统一起来。可提高飞机结构的安全可靠性和经济可提高飞机结构的安全可靠性和经济性。性。1-5 飞机结构强度规范与试验 12/25结构承载余量结构承载余量Q结构承载余量是指设计结构承载能力高出实际受载的量。Q指标安全系数安全系数剩余强度系数剩余强度系数1-5 飞机结构强度规范与试验 13/25结构承载余量结构承载余量Q安全系数结构设计载荷结构设计载荷P设计设计与使用时允许的最大载与使用时允许的最大载荷荷P使用使用的比值，即的比值，即vP设计设计相当于结构中某一构件失去承载能力时相当于结构中某一构件失去承载能力时所受的最大载荷。所受的最大载荷。运输机运输机n设计设计主要取决于强突风过载，一般主要取决于强突风过载，一般为为13。安全系数确定原则安全系数确定原则v保证强、刚度足够而重量最轻保证强、刚度足够而重量最轻v一般为一般为1.521-5 飞机结构强度规范与试验 14/25结构承载余量结构承载余量Q剩余强度系数结构破坏载荷与设计载荷的比值，即结构破坏载荷与设计载荷的比值，即vP破坏破坏是指整个结构破坏时所承受的最大是指整个结构破坏时所承受的最大载荷。载荷。一般取一般取1.031.11-5 飞机结构强度规范与试验 15/25刚度要求刚度要求Q即结构变形限制Q主要包括翼面挠度及扭转角限制翼面挠度及扭转角限制v防止翼面气动性变差及副翼反逆。防止翼面气动性变差及副翼反逆。相关结构变形限制相关结构变形限制v操纵与传动机构不卡阻。操纵与传动机构不卡阻。机、尾翼颤振临界速度限制机、尾翼颤振临界速度限制v颤振临界速度应大于最大允许飞行速度。颤振临界速度应大于最大允许飞行速度。1-5 飞机结构强度规范与试验 16/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验Q静力试验对飞机及部件在对飞机及部件在使用载荷、设计使用载荷、设计载荷和破坏载荷载荷和破坏载荷下的应力进行分下的应力进行分析，得出实际的析，得出实际的安全系数和剩余安全系数和剩余强度系数，与设强度系数，与设计参数进行比较，计参数进行比较，并测量变形以校并测量变形以校核其刚度。核其刚度。1-5 飞机结构强度规范与试验 17/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验Q动力试验对受冲击载荷与交变载荷的飞机部件（如对受冲击载荷与交变载荷的飞机部件（如起落架、机翼）进行起落架、机翼）进行v冲击试验冲击试验v疲劳试验疲劳试验1-5 飞机结构强度规范与试验 18/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验Q飞行试验研究机试验研究机试验v解决飞机发展中的相关技术问题解决飞机发展中的相关技术问题气动外形气动外形速度障碍速度障碍结构与性能结构与性能 新机型试验新机型试验v新机型投入使用前对飞行性能全面检验新机型投入使用前对飞行性能全面检验v是颁发型号合格证及适航证的必要条件是颁发型号合格证及适航证的必要条件1-5 飞机结构强度规范与试验 19/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验Q飞行试验气动试验气动试验v检查飞机的检查飞机的低速性能低速性能高速性能高速性能颤振临界速度范围颤振临界速度范围操纵性操纵性稳定性稳定性1-5 飞机结构强度规范与试验 20/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验Q飞行试验动力装置与飞机管理试验动力装置与飞机管理试验v检查飞机的检查飞机的发动机空中工作特性发动机空中工作特性各飞行状态控制各飞行状态控制地面制动能力地面制动能力1-5 飞机结构强度规范与试验 21/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验飞行载荷试验飞行载荷试验v测量飞行载荷与测量飞行载荷与突风载荷强度及突风载荷强度及对结构的影响。对结构的影响。v得出随机得出随机载荷谱载荷谱载荷谱是指飞行载荷谱是指飞行载荷随航线飞行载荷随航线飞行时间的变化规律。时间的变化规律。Q飞行试验1-5 飞机结构强度规范与试验 22/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验Q飞行试验飞机各系统功能可靠性试验飞机各系统功能可靠性试验v检查飞机在各种环境条件下连续长时间检查飞机在各种环境条件下连续长时间飞行中各系统的工作状态。飞行中各系统的工作状态。1-5 飞机结构强度规范与试验 23/25飞机结构强、刚度试验飞机结构强、刚度试验Q由上面的分析可见在飞机投入运营之前，为保证飞机的在飞机投入运营之前，为保证飞机的安全性已采取了一系列可靠措施。安全性已采取了一系列可靠措施。飞机安全性是可以信赖的。飞机安全性是可以信赖的。必须严格按规定使用飞机才能确保飞必须严格按规定使用飞机才能确保飞行安全。行安全。1-5 飞机结构强度规范与试验 24/25本课小结本课小结Q飞机结构强度规范的概念Q安全系数的概念Q剩余强度系数的概念Q飞机结构强、刚度试验的主要内容1-5 飞机结构强度规范与试验 25/25本课结束本课结束QEND OF THIS LESSONEND OF THIS LESSON