[发明专利]一种战斗机结构DFR关键参数的分析方法

权利要求书

1.一种战斗机结构DFR关键参数的分析方法，其特征在于，包括

战斗机DFR基准应力比的确定，包括载荷谱处理及损伤计算；

战斗机DFR基准寿命的确定；

S-N曲线形式对DFR计算结果的影响；

其中载荷谱处理包括对试验谱或设计谱进行处理，所述实验谱的峰、谷值过载及其配对已经给出，可以直接进行损伤计算分析损伤分布，所述设计谱需要进行高载截除、低载截取、选取插值以及峰、谷值的配对，再进行损伤计算分析损伤分布；

S-N曲线形式对DFR计算结果的影响包括基于不同形式S-N曲线的DFR表达式推导及分析和DFR表达式推导过程误差分析，其中基于不同形式S-N曲线的DFR表达式推导及分析包括基于应力比为常数的S-N曲线的DFR表达式推导、基于应力均值为常数的S-N曲线的DFR表达式推导和基于不同形式S-N曲线的DFR计算结果分析；DFR表达式推导过程误差分析包括基于等寿命曲线的当量过载计算方法、基于应力比为常数的S-N曲线的DFR表达式推导过程误差分析、基于应力均值为常数的S-N曲线的DFR表达式推导过程误差分析和DFR计算误差分析。

2.根据权利要求1所述的一种战斗机结构DFR关键参数的分析方法，其特征在于，所述高载截除方法是基于设计谱数据按以下计算公式拟合得到频数超越曲线，再通过插值确定频数为10对应的载荷，删除大于此载荷的过载：

lg[F(n_z)]＝a₀+a₁n_z+a₂n_z²+a₃n_z³+a₄lg(n_z)

其中，n_z为载荷谱各级过载；F(n_z)为各级过载的累积频数；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄为拟合系数；

所述低载截取采用应用于战斗机低载截取的超载截止比准则方法并取其值为3，即删除小于高载截除后最大过载1/3以下的载荷；

选取插值以0.1g为步长插值得到对应的累积频数。

3.根据权利要求1所述的一种战斗机结构DFR关键参数的分析方法，其特征在于，根据Miner线性损伤累计理论，疲劳损伤D的表达式为：

式中：Δσ_i＝σ_max，i-σ_min，i，是第i次循环的载荷变程；R_i＝σ_min，i/σ_max，i，是第i次循环的应力比，σ_i，dl是第i次循环折算至脉动循环的当量过载，下角标dl代表当量过载，m为损伤指数；

σ_i，dl的计算采用选择奥丁变换公式进行计算，其公式为：

选择0.08作为战斗机DFR法的基准应力比。

4.根据权利要求3所述的一种战斗机结构DFR关键参数的分析方法，其特征在于，所述战斗机DFR法基准寿命的确定需在遵循等损伤的原则下将随机载荷谱折算为等幅谱，在已确定战斗机DFR基准应力比为0.08的前提下，还需再确定两个参数：等幅谱的峰值和循环次数，具体操作步骤为：

步骤1、对于设计谱，将峰、谷值随机配对组成载荷循环；试验谱跳过此步骤；

步骤2、使用奥丁变换公式将载荷谱中任一载荷循环折算为脉动循环，计算当量过载；

步骤3、根据Miner线性损伤累计准则计算每个当量过载造成的当量损伤；

步骤4、确定当量过载中值，即高于和低于此过载累计的损伤相当，将此中值过载确定为等幅谱峰值；

步骤5、计算随机谱单位小时的累计损伤，再根据Miner线性损伤累计准则按等损伤原则计算等幅谱的单位小时当量循环次数；

步骤6、以等幅谱单位小时当量循环次数乘以目标飞行小时，即可得到等幅谱循环次数。