● 摘要
飞行器吊挂结构是飞行器起吊、运输、发射等任务中的关键部件,对于保障飞行器正常工作有重要作用。在进行吊挂结构设计时,为保证其在服役载荷下的全寿命周期内安全可靠,需对其进行疲劳寿命评估。考虑到实际工程环境中,外部影响因素复杂多变,而其自身结构由于加工制造过程不可避免的误差等诸多不可控因素,使吊挂结构所受载荷带有一定随机性,因此,研究飞行器吊挂结构随机疲劳寿命分析方法有重要的意义。
本文针对结构随机疲劳寿命频域分析方法的四个关键技术:材料疲劳性能的描述、随机过程的时域模拟、随机疲劳寿命分析模型、疲劳累积损伤法则,分别提炼和总结了它们的常用工程解决方案,并分别将其进行了横向对比,以此为理论基础,以Fortran语言为开发工具,完成了随机疲劳寿命分析工具核心计算模块的开发,并基于ANSYS二次开发功能对ANSYS进行二次开发,实现了ANSYS前处理功能、PSD分析功能与计算模块的整合,在ANSYS主菜单中形成了随机疲劳寿命分析功能模块,同时,还设计开发了相对应的配套交互对话框及数据显示窗口,以方便进行工程应用。然后,以某带槽缺口试验件为研究对象,分别选择峰值分布法、Dirlik雨流幅值分布法、Zhao-Baker雨流幅值分布法对其进行了相关随机载荷下的疲劳寿命分析,通过将计算结果和文献[29]中提供的试验数据进行对比,评估了各分析方法在进行工程实际分析时的计算精度。最后,将所开发的随机疲劳寿命分析工具成功应用到了某导轨式发射导弹前吊挂结构随机疲劳寿命的评估中,评估结果显示,分析工具能有效进行工程应用。
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