飞机结构强度设计与验证

《飞机结构强度设计与验证：设计师／工程师指南》主要介绍有关飞机结构强度设计、耐久性和损伤容限设计与验证的一些重要内容，总结了源于经典教科书／专著、成都飞机设计研究所设计实践以及欧美、俄罗斯等飞机设计实践的知识，这些是设计师／工程师应该具备的重要知识，其中一些也是容易忽视和错误应用的知识。《飞机结构强度设计与验证：设计师／工程师指南》还叙述了近年来飞机结构强度国际会议、出版物的一些相关试验研究结果。另外，《飞机结构强度设计与验证：设计师／工程师指南》关于飞机结构强度详细设计的建议与注意事项以及耐久性和损伤容限良好设计的建议则是作者多年来工程设计实践的经验总结。

目录
序
前言
名词术语中英文对照
1飞机结构强度设计思想的演变/1
2关于不确定系数（安全系数）的讨论/3
2．1安全系数定义及取值溯源/3
2．2安全系数1．5可否降低/6
3疲劳设计基本术语及相互关系/9
3．1疲劳、耐久性、损伤容限、结构完整性/9
3．2疲劳、耐久性、损伤容限的关系/11
4关于结构强度发图（详细设计）的建议/15
4.1发图五问/15
4.2“二次”（多次）发图/16
5新材料、新工艺、新连接应用注意事项/19
6材料晶粒方向、裂纹方向及标注要求/23
7紧固件孔制备/25
7.1去毛刺、倒角、倒圆/25
7.2一般要求/26
7.3钻孔/27
7.4沉头窝/27
7.5锪平/28
7.6紧固件孔垂直度/28
8应力集中与过渡圆角半径/29
9紧固件排列/31
10紧固件与配合/37
10.1紧固件直径与连接厚度/37
10.2三类配合精度/37
10.3螺栓直径/38
10.4高锁螺栓/38
10.5螺栓/螺母安装的拧紧力矩/39
10.6开口销/42
10.7垫圈/43
10.8搭接试样铆接力对疲劳寿命的影响/44
10.9修理用铆钉/44
11螺栓干涉配合/45
12开缝衬套冷挤压/51
12.1冷挤压量（膨胀量）/53
12.2铝合金7050等板材ST方向冷挤压/55
12.3冷挤压后孔的“异常”/56
12.4小边距冷挤压/57
12.5冷挤压后铰削量对寿命增益的影响/61
12.6含裂纹孔冷挤压寿命增益/62
12.7孔冷挤压应用建议/64
13压合衬套冷膨胀/65
13.1冷膨胀量/69
13.2含裂纹孔压合衬套寿命增益/69
13.3压合衬套应用建议/71
14三种疲劳寿命增益技术对比以及应用建议/73
14.1三种疲劳寿命增益技术对比/73
14.2疲劳寿命增益技术应用建议/79
15耳片设计/83
16止裂孔应用注意事项/85
16.1一般要求和建议/85
16.2一种“止裂孔+冷挤压”/86
17连接的端头效应/89
18间隙与加垫注意事项/93
19系统安装支架设计/95
19.1系统支架安装设计一般建议/95
19.2系统安装设计的强度检查/96
20耐久性和损伤容限设计检查清单/97
20.1材料、无损检测/98
20.2载荷、传力/98
20.3几何、应力集中/98
20.4紧固件、紧固件孔/99
20.5装配/100
20.6寿命增益措施/100
20.7其他/101
21全机静力试验与全机疲劳试验/103
21.1全机静力试验/103
21.2全机疲劳试验/104
21.3几型飞机寿命设计与全机疲劳试验/108
21.4产生疲劳裂纹的原因/110
22对制造厂的建议/111
23耐久性和损伤容限良好设计建议/113
参考文献/117
图目录
图1机车轴的疲劳断裂10
图2交变载荷示意及术语10
图3损伤容限结构的损伤演变、检测和修理13
图4材料晶粒方向24
图5裂纹方向24
图6沉头紧固件孔倒角26
图7紧固件间距、排距以及并排（左图）、交错（右图）32
图8紧固件间距的强度考虑33
图9紧固件孔并排——2孔34
图10紧固件孔并排——4孔正方形34
图11紧固件孔交错——3孔等边三角形（1）35
图12紧固件孔交错——3孔等边三角形（2）35
图13部位A应力集中系数——无限大板的拉伸35
图14预紧力螺栓疲劳寿命增益原理40
图15应避免的耳片螺栓夹紧连接41
图16搭接铆接试样铆接力对疲劳寿命的影响44
图17干涉配合孔边残余应力状态46
图18干涉配合孔边残余应力分布46
图19干涉配合孔边疲劳应力47
图20开缝衬套冷挤压工艺示意（FTI）52
图21开缝衬套孔边残余应力状态52
图22开缝衬套孔边残余应力分布53
图23开缝衬套孔边疲劳应力54
图24不建议在7050T74XX等材料的ST方向应用冷挤压工艺55
图25短横向冷挤压衬套缝的方向（FTI）56
图26冷挤压孔的三种“异常”（FTI）57
图27不同边距冷挤压孔疲劳寿命59
图28不同边距、有无预制裂纹冷挤压孔疲劳寿命60
图29边距对冷挤压孔疲劳寿命的影响61
图30冷挤压后铰削量对寿命增益的影响62
图31含裂纹孔（7050T7451铝合金）冷挤压的寿命增益63
图32压合衬套安装工艺示意（FTI）66
图33压合衬套孔边残余应力状态67
图34压合衬套孔边残余应力分布67
图35压合衬套孔边疲劳应力68
图36干涉配合、压合衬套、开缝衬套孔边残余应力状态示意74
图37干涉配合、压合衬套、开缝衬套孔边残余应力分布示意75
图38干涉配合、开缝衬套、压合衬套孔边疲劳应力示意76
图39耳片截面形状与疲劳性能84
图40止裂孔位置（WCI）86
图41连接板、加强板、紧固件的内力分布90
图42端头效应——连接板90
图43端头效应——加强板90
图44钉传载荷相同情况下的端头效应91
图45产生疲劳裂纹的原因分类110
表目录
表1疲劳、耐久性、损伤容限比较14
表2铝合金、钛合金结构紧固件孔典型冷挤压量55
表3含裂纹孔的压合衬套试验件寿命增益70
表4干涉配合、开缝衬套、压合衬套对比77
表5几型飞机寿命设计及全机疲劳试验109