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第1章 绪论1

1.1直升机疲劳强度工作的特点1

1.2直升机疲劳强度工作的意义2

1.3直升机疲劳强度的工作内容4

1.3.1动部件结构4

1.3.2机体结构8

1.4零部件分类9

1.5疲劳评定结构认定11

第2章 疲劳基础14

2.1疲劳的基本概念15

2.1.1疲劳破坏的特征16

2.1.2疲劳破坏的类型17

2.1.3疲劳破坏机理18

2.1.4疲劳破坏断口分析20

2.1.5交变应力22

2.2疲劳设计的一般要求及准则25

2.2.1疲劳设计的一般要求26

2.2.2疲劳设计准则27

2.3复合应力法则30

2.4等寿命曲线及平均载荷处理原则31

2.4.1线性古德曼曲线修正33

2.4.2抛物线修正36

2.4.3复合材料的平均载荷修正37

2.5累积损伤理论38

2.5.1线性累积损伤理论38

2.5.2相对线性累积损伤理论41

2.5.3非线性累积损伤理论42

第3章 影响疲劳强度的因素45

3.1应力集中的影响45

3.2尺寸的影响52

3.2.1尺寸效应机制55

3.2.2影响因素56

3.3表面状态的影响56

3.3.1表面加工粗糙度57

3.3.2表层组织结构58

3.3.3表层应力状态58

3.4载荷的影响61

3.5环境的影响64

3.6提高疲劳强度的方法66

3.6.1合理地选材66

3.6.2注重结构细节设计，减缓局部应力集中67

3.6.3提高疲劳强度的工艺方法70

3.6.4连接件的细节设计77

第4章 环境谱85

4.1地面停放环境谱85

4.1.1环境要素的选取86

4.1.2建立环境数据库87

4.1.3环境要素的简化与处理87

4.1.4地面停放环境谱编制92

4.2空中环境谱97

4.2.1环境要素随高度变化规律97

4.2.2飞行中结构的热环境101

4.2.3空中飞行环境谱102

4.3局部环境谱104

4.3.1局部环境谱的定义104

4.3.2局部环境谱编制方法105

4.3.3典型结构局部环境谱编制实例105

4.4载荷／环境谱108

4.4.1停—飞—停环境谱108

4.4.2载荷／环境谱编制方法110

4.5当量折算原理及当量环境谱112

4.5.1环境腐蚀度量参量112

4.5.2环境谱的当量折算原理113

4.5.3环境谱的当量折算方法115

4.5.4当量环境谱的折算要求121

第5章 任务谱123

5.1飞行谱124

5.1.1飞行谱编制原则124

5.1.2飞行谱编制方法124

5.1.3飞行谱编制实例127

5.2任务剖面135

5.2.1任务剖面编制依据及要求136

5.2.2任务剖面划分136

5.2.3任务段及其顺序137

5.2.4典型任务剖面实例137

5.3飞行谱改变对疲劳损伤的影响139

5.3.1飞行状态的载荷分布及损伤139

5.3.2飞行状态时间比例的变化分析142

5.3.3飞行状态对疲劳损伤的影响分析143

5.3.4几种特殊情况的疲劳损伤分析145

第6章 载荷谱150

6.1引言150

6.2载荷预估150

6.3设计载荷谱152

6.3.1振动疲劳载荷谱152

6.3.2瞬态疲劳载荷谱159

6.3.3功率谱161

6.3.4瞬态功率谱165

6.3.5疲劳试验谱166

6.4飞行载荷测试167

6.4.1测试条件168

6.4.2测试范围和测点布置169

6.4.3飞行状态176

6.4.4飞行参数176

6.4.5载荷标定176

6.4.6测试要求180

6.4.7测试程序181

6.4.8测试数据处理182

6.4.9实测载荷189

6.4.10测试报告191

6.5实测载荷谱191

6.5.1术语和定义191

6.5.2编制程序192

6.5.3数据处理193

6.5.4振动疲劳载荷谱200

6.5.5瞬态疲劳载荷谱203

6.5.6功率谱206

6.5.7瞬态功率谱210

6.5.8疲劳试验谱214

6.5.9机体结构疲劳试验谱217

6.5.10损伤容限谱239

第7章 疲劳设计246

7.1结构的疲劳极限248

7.1.1疲劳试验的单件疲劳极限249

7.1.2结构的平均疲劳极限250

7.1.3安全疲劳极限254

7.2疲劳强度分散性255

7.2.1疲劳强度减缩系数255

7.2.2疲劳寿命分散系数257

7.3高周疲劳S-N曲线258

7.3.1高周疲劳S-N曲线方程259

7.3.2高周疲劳S-N曲线形状参数259

7.4低周疲劳S-N曲线260

7.5金属材料结构的疲劳全范围S-N曲线261

7.5.1平均S-N曲线261

7.5.2试验安全S-N曲线262

7.5.3计算安全S-N曲线263

7.6复合材料结构的疲劳全范围S-N曲线265

7.6.1平均S-N曲线265

7.6.2试验安全S-N曲线266

7.6.3计算安全S-N曲线267

7.7常用材料的S-N曲线268

7.8无限寿命设计280

7.9安全寿命设计281

7.9.1高周疲劳安全寿命设计方法282

7.9.2低周疲劳安全寿命设计方法286

7.9.3高、低周组合疲劳安全寿命设计方法289

7.10应力严重系数法292

7.10.1应力严重系数的概念293

7.10.2寿命估算方法298

7.11局部应力—应变法301

7.11.1材料疲劳特性304

7.11.2载荷—应变标定曲线法305

7.11.3修正Neuber法310

第8章 损伤容限设计314

8.1引言314

8.2线弹性断裂力学简介315

8.2.1裂纹类型315

8.2.2断裂韧性316

8.2.3断裂门槛值△Kth321

8.2.4有限宽板的应力强度因子325

8.2.5裂纹尖端塑性区的影响326

8.3疲劳裂纹扩展速率328

8.3.1疲劳裂纹的亚临界扩展328

8.3.2裂纹扩展特性330

8.3.3裂纹扩展速率da／dN表达式332

8.3.4裂纹扩展广义da／dN-△K曲面339

8.4剩余寿命估算341

8.5损伤容限设计343

8.5.1结构材料的选择345

8.5.2结构形式346

8.5.3检测程序与安全工作能力348

8.5.4损伤容限设计要求349

8.6金属材料结构的损伤容限分析353

8.7复合材料结构的损伤容限分析359

8.8安全寿命与损伤容限相结合的评估方法359

8.9缺陷容限安全寿命设计方法364

第9章 腐蚀疲劳设计365

9.1引言365

9.1.1直升机结构的疲劳定寿技术特点366

9.1.2直升机结构的寿命可靠性指标体系366

9.1.3直升机结构的腐蚀疲劳行为特点368

9.1.4直升机结构腐蚀疲劳的修正方法369

9.1.5腐蚀疲劳评定的基本术语和概念370

9.2腐蚀等级评价371

9.3典型材料的等级腐蚀疲劳试验373

9.3.1定级腐蚀374

9.3.2 S-N曲线疲劳特性试验374

9.4 F-S-N曲线375

9.5等级腐蚀疲劳强度影响系数378

9.6等级腐蚀疲劳寿命影响系数378

9.7典型结构的腐蚀疲劳影响验证380

9.8当量关系380

9.9日历腐蚀疲劳强度影响系数381

9.10标准T-S-N曲线382

9.11疲劳载荷标准谱383

9.12标准寿命曲线386

9.13日历腐蚀疲劳寿命影响系数387

9.13.1高周疲劳（动部件）387

9.13.2低周疲劳（机体件）389

9.14日历腐蚀疲劳寿命修正系数390

9.15均衡使用情况腐蚀疲劳修正系数392

9.16工程应用395

第10章 直升机动部件疲劳可靠性设计397

10.1引言397

10.2设计准则397

10.3疲劳可靠性指标及分配398

10.3.1比例分配法399

10.3.2评分法399

10.3.3模糊分配法400

10.4疲劳载荷谱的可靠性模型404

10.5疲劳强度的可靠性模型412

10.6疲劳可靠性设计分析方法412

10.6.1无限寿命结构的疲劳可靠性设计与分析方法413

10.6.2有限寿命（安全寿命）结构的可靠性设计与分析方法415

第11章 疲劳质量控制418

11.1引言418

11.2原型机研制阶段418

11.2.1疲劳设计418

11.2.2疲劳分析420

11.3设计定型阶段421

11.4批量生产阶段421

11.4.1疲劳关键件的工艺冻结421

11.4.2超差处理422

11.4.3材料代用423

11.4.4转厂生产423

11.4.5疲劳质量抽样检验要求424

11.4.6疲劳质量抽样检验方法425

11.5飞行使用阶段430

11.5.1监测任务剖面431

11.5.2监测飞行状态431

11.5.3监测飞行载荷433

11.5.4结构完整性监控433

参考文献435