[发明专利]一种飞机机体结构疲劳破坏概率评估方法

说明书

本申请属于飞机设计领域，特别涉及一种飞机机体结构疲劳破坏概率评估方法。包括：步骤一、获取应力强度因子K的概率密度函数f_K；步骤二、获取材料断裂韧性Kc的概率密度函数；步骤三、基于所述应力强度因子K的概率密度函数f_K以及所述材料断裂韧性Kc的概率密度函数，构建飞机机体结构破坏概率评估模型。本申请的飞机机体结构疲劳破坏概率评估方法，能够快速对飞机飞行使用安全性进行评估，计算过程更为简便，更方便工程使用，对于提升飞机飞行使用的安全性具有重要意义。

技术领域

本申请属于飞机设计领域，特别涉及一种飞机机体结构疲劳破坏概率评估方法。

背景技术

飞机在使用过程中，由于不断承受气动载荷作用，不可避免的会出现疲劳裂纹，这些裂纹和缺陷的存在直接影响了飞机的飞行使用安全，因而对于疲劳问题产生的飞机结构破坏概率评估方法对于保证飞机飞行使用安全具有重要意义。目前，对于飞机结构破坏概率的评估一般采用应力-强度干涉模型，但是由于飞机结构应力分布和强度分布函数很难得到准确的表征，因而这种方法在实际工程中很难给出符合实际情况的评估结果。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种飞机机体结构疲劳破坏概率评估方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种飞机机体结构疲劳破坏概率评估方法，包括：

步骤一、获取应力强度因子K的概率密度函数f_K；

步骤二、获取材料断裂韧性Kc的概率密度函数

步骤三、基于所述应力强度因子K的概率密度函数f_K以及所述材料断裂韧性Kc的概率密度函数构建飞机机体结构破坏概率评估模型：

可选地，步骤一中，所述获取应力强度因子K的概率密度函数f_K包括：

假设t₀时刻的结构裂纹尺寸分布服从对数相容分布，则分布函数为：

其中，a_r为参考裂纹尺寸，引入随机变量则Z服从正态分布，即其中μ_z＝μ₁，σ_z＝σ₁；

Z的分布函数为：

Z的概率密度函数为：

t时刻的裂纹长度a_t与t之间满足：

a_t＝a₀exp(Qt) (5)

其中，Q＝0.42×10^-3；

应力强度因子K为：

其中，σ为名义应力，a为裂纹半长，Y为与裂纹形状有关的形状因子；

将(5)代入(6)中，则t时刻的应力强度因子K为：

则：

将(8)代入(2)中，则K的概率分布函数为：

K的概率密度函数为：