老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法
【专利摘要】本发明公开了一种老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：一、选取延寿试验机的疲劳试验载荷谱，二、确定总当量飞行小时数，三、确定老龄飞机剩余疲劳寿命疲劳分散系数，四、确定老龄飞机疲劳延寿试验周期。本发明的有益之处在于：可以根据老龄飞机不同的飞行状态确定剩余疲劳(耐久性)寿命的疲劳分散系数，从而依据延寿目标计算老龄飞机全机疲劳(耐久性)的试验周期；在服役飞机开始是在新机全机疲劳试验载荷谱下服役、后续使用载荷谱加重的情况下，选取损伤度为后续飞行的平均载荷谱损伤度m'倍的载荷谱作为延寿试验机全机疲劳试验载荷谱，可以缩短延寿试验机全机疲劳(耐久性)的试验周期。
【专利说明】老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法，属于飞行器试验研究【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，飞机的疲劳(耐久性)安全寿命一般以飞行小时数表示，通常依据全机疲劳(耐久性)试验飞行小时数除以疲劳分散系数得到。当服役飞机的飞行小时数达到初始安全寿命时，为了进一步挖掘老龄飞机的寿命潜力，通常需要对老龄飞机进行全机疲劳(耐久性)试验，进一步延长老龄飞机的服役使用寿命。
[0003]现有的老龄飞机疲劳(耐久性)试验通常采用的方法是:从飞行小时数已达到初始安全寿命的服役机群飞机中随机抽取一架经过耐久性修理的老龄飞机进行全机疲劳(耐久性)试验。一般情况下，并不是将该架老龄飞机在试验载荷谱下进行试验至破坏，而是根据老龄飞机的疲劳(耐久性)安全寿命延寿目标来确定老龄飞机疲劳(耐久性)延寿试验周期。老龄飞机的疲劳(耐久性)安全寿命延寿目标通常根据目前飞机的结构状态和后续飞行的任务给定的。为了保证老龄飞机后续服役的安全性，利用老龄飞机剩余疲劳(耐久性)寿命的疲劳分散系数与疲劳(耐久性)安全寿命延寿目标的乘积来确定老龄飞机的疲劳(耐久性)延寿试验周期。
[0004]老龄飞机剩余疲劳(耐久性)寿命的疲劳分散系数是在新机全机疲劳(耐久性)试验载荷谱下所确定，而服役飞机在服役过程中由于飞行科目等使用条件的变化，其实际使用载荷谱与新机全机疲劳(耐久性)试验载荷谱会有所不同，有些甚至差别很大。当服役飞机实际飞行小时数达到初始安全寿命时，将服役飞机实际飞行小时数根据等损伤原则折算到新机全机疲劳(耐久性)试验载荷谱下的飞行小时数，认为是当量飞行小时数。这时服役飞机的当量飞行小时数一般不等于初始安全寿命，需根据服役飞机的当量飞行小时数确定老龄飞机剩余疲劳(耐久性)寿命的疲劳分散系数，从而计算在当前延寿试验载荷谱下老龄飞机的疲劳(耐久性)延寿试验周期。
[0005]由此可见，现有的老龄飞机疲劳(耐久性)延寿试验技术存在如下缺点:老龄飞机疲劳(耐久性)延寿目标已经给定，但是老龄飞机不同服役状态下剩余疲劳(耐久性)寿命的剩余疲劳分散系数只能依靠经验来取值，并没有理论依据。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在不影响飞行安全的情况下充分挖掘老龄飞机的服役寿命潜力的老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法。
[0007]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
[0008]一种老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0009](一 )、选取延寿试验机的疲劳试验载荷谱:
[0010](I)、服役飞机开始是在新机全机疲劳试验载荷谱下服役，后续使用载荷谱不变或变轻，选取新机全机疲劳试验载荷谱或相当的载荷谱作为延寿试验机全机疲劳试验载荷谱；
[0011](2)、服役飞机开始是在新机全机疲劳试验载荷谱下服役，后续使用载荷谱加重，选取后续飞行的平均载荷谱作为延寿试验机全机疲劳试验载荷谱；
[0012]( 二)、确定总当量飞行小时数:
[0013]假设服役飞机在新机全机疲劳试验载荷谱下的飞行小时数为N1，在后续飞行载荷谱下服役飞行小时数为N2，在相同的飞行小时数下后续飞行载荷谱的损伤度为新机全机疲劳试验载荷谱损伤度的I倍，则服役飞机在新机全机疲劳试验载荷谱下的总当量飞行小时数N为:
[0014]N = N1+1.N2 ；
[0015](三)、确定老龄飞机剩余疲劳寿命疲劳分散系数:
[0016](I)、根据原机群飞机疲劳寿命母体的分布函数随机产生a组服从对数正态分布/双参数威布尔分布的随机数组，每组随机数组的样本容量为b,其中，a≥50、b≥50 ;
[0017](2)、每组随机数组中的各随机数均减去总当量飞行小时数N，得到a组服从新的对数正态分布/双参数威布尔分布的新随机数组，每组新随机数组的样本容量为b ；
[0018](3)、根据a组新随机数组计算拟合每组新随机数组的对数标准差/曲线形状参数，得到a个新的对数标准差/曲线形状参数值，并对a个新的对数标准差/曲线形状参数值求平均值；
[0019](4)计算可靠度P与置信水平Y下的疲劳分散系数Lf:
[0020]①、对数正态分布:
【权利要求】
1.老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法，其特征在于，包括以下步骤: (一)、选取延寿试验机的疲劳试验载荷谱: (1)、服役飞机开始是在新机全机疲劳试验载荷谱下服役，后续使用载荷谱不变或变轻，选取新机全机疲劳试验载荷谱或相当的载荷谱作为延寿试验机全机疲劳试验载荷谱； (2)、服役飞机开始是在新机全机疲劳试验载荷谱下服役，后续使用载荷谱加重，选取后续飞行的平均载荷谱作为延寿试验机全机疲劳试验载荷谱； (二)、确定总当量飞行小时数: 假设服役飞机在新机全机疲劳试验载荷谱下的飞行小时数为N1，在后续飞行载荷谱下服役飞行小时数为N2，在相同的飞行小时数下后续飞行载荷谱的损伤度为新机全机疲劳试验载荷谱损伤度的I倍，则服役飞机在新机全机疲劳试验载荷谱下的总当量飞行小时数N为:
N = N1+!.N2 ； (三)、确定老龄飞机剩余疲劳寿命疲劳分散系数: (1)、根据原机群飞机疲劳寿命母体的分布函数随机产生a组服从对数正态分布/双参数威布尔分布的随机数组，每组随机数组的样本容量为b，其中，a≥50、b≥50 ; (2)、每组随机数组中的各随机数均减去总当量飞行小时数N，得到a组服从新的对数正态分布/双参数威布尔分布的新随机数组，每组新随机数组的样本容量为b ； (3)、根据a组新随机数组计算拟合每组新随机数组的对数标准差/曲线形状参数，得到a个新的对数标准差/曲线形状参数值，并对a个新的对数标准差/曲线形状参数值求平均值； (4)计算可靠度P与置信水平Y下的疲劳分散系数Lf: ①、对数正态分布:
2.根据权利要求1所述的老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法，其特征在于，在选取延寿试验机的疲劳试验载荷谱的过程中，在服役飞机开始是在新机全机疲劳试验载荷谱下服役、后续使用载荷谱加重的情况下，选取损伤度为后续飞行的平均载荷谱损伤度m’倍的载荷谱作为延寿试验机全机疲劳试验载荷谱。
3.根据权利要求2所述的老龄飞机疲劳延寿试验周期的确定方法，其特征在于，老龄飞机疲劳延寿试验周期Ny为:
【文档编号】G06F19/00GK104021291SQ201410250164
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】何宇廷, 高潮, 崔荣洪, 伍黎明, 安涛, 杜金强 申请人:中国人民解放军空军工程大学