一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法技术

本发明专利技术提供一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法，包括以下步骤：获取飞机结构中已有裂纹的裂纹轨迹和已有裂纹尖端；建立飞机结构的应力强度因子有限元模型；获取所述已有裂纹尖端的应力强度因子；获取所述已有裂纹的裂尖扩展方向扩展角；获取裂纹轨迹的切线；获取射线；确定射线上第1裂纹经过点；重新细化网格并计算经过点的应力强度因子，并通过计算新的扩展方向扩展角进而确定第2裂纹经过点，通过依次计算得到第i裂纹经过点，将这些裂纹经过点通过样条曲线拟合，即可得到飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹。本发明专利技术使用的理论依据正确，工程概念清晰。本发明专利技术的提出解决了飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹不易准确预测的难题。

A method to determine the fatigue crack growth path of aircraft structure

【技术实现步骤摘要】
一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法
本专利技术属于航空结构耐久性与损伤容限设计领域，具体涉及一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法。
技术介绍
飞机在飞行过程中，不可避免会出现各种可能的疲劳裂纹。在飞机研制初期，准确预测结构疲劳裂纹扩展轨迹，可以有效减轻飞机研制的风险。在飞机飞行过程中，准确预测疲劳裂纹扩展轨迹，可以对出现的结构疲劳裂纹提前预判和处理。然而，现有设计手册缺少裂纹扩展轨迹的计算公式。因此，建立飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹预测预测技术，显得更有必要。
技术实现思路
本专利技术提供一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法，解决了飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹不易准确预测的难题。本专利技术提供一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法，包括：步骤一、获取飞机结构中已有裂纹的裂纹轨迹和已有裂纹尖端；步骤二、根据裂纹轨迹和已有裂纹尖端坐标，建立飞机结构的应力强度因子有限元模型；步骤三、根据所述飞机结构的应力强度因子有限元模型的应力计算结果，按照断裂力学方法，获取所述已有裂纹尖端的应力强度因子分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法，其特征在于，包括：/n步骤一、获取飞机结构中已有裂纹的裂纹轨迹和已有裂纹尖端；/n步骤二、根据裂纹轨迹和已有裂纹尖端坐标，建立飞机结构的应力强度因子有限元模型；/n步骤三、根据所述飞机结构的应力强度因子有限元模型的应力计算结果，按照断裂力学方法，获取所述已有裂纹尖端的应力强度因子

【技术特征摘要】
1.一种飞机结构疲劳裂纹扩展轨迹的确定方法，其特征在于，包括：
步骤一、获取飞机结构中已有裂纹的裂纹轨迹和已有裂纹尖端；
步骤二、根据裂纹轨迹和已有裂纹尖端坐标，建立飞机结构的应力强度因子有限元模型；
步骤三、根据所述飞机结构的应力强度因子有限元模型的应力计算结果，按照断裂力学方法，获取所述已有裂纹尖端的应力强度因子分别为已有裂纹尖端的Ⅰ型、Ⅱ型应力强度因子；
步骤四、根据所述已有裂纹尖端的应力强度因子获取所述已有裂纹的裂尖扩展方向扩展角
步骤五、获取裂纹轨迹的切线，所述切线是以所述已有裂纹尖端为起点，朝向已有裂纹扩展趋势建立的；
步骤六、根据所述切线和扩展角Q0获取射线，所述射线是以已有裂纹尖端为起点，将所述切线旋转扩展角Q0得到的；
步骤七、确定所述射线上距离所述已有裂纹尖端预设距离L处的点为第1裂纹经过点；
步骤八、确定i的取值为1；
步骤九、根据所述第i裂纹经过点，对所述飞机结构的应力强度因子有限元模型进行细化，根据细化后的飞机结构的应力强度因子有限元模型的应力计算结果，按照断裂力学方法，获取所述第i经过点的应力强度因子分别为第i经过点Ⅰ型、Ⅱ型应力强度因子；根据所述应力强度因子获取所述第i经过点的裂尖扩展方向扩展角Qi，根据所述射线和扩展角Qi获取新的射线，确定所述新的射线上距离所述第i经过点预设距离L处的点为第i+1经过点；
步骤十、将i的取值加1，若i的取值未达到M，则重复执行步骤九；若否，则执行步骤十一；M为大于1的正整数，所述i的取值为从1至M的正整数；
步骤十一、根据所述已有裂纹尖端和M个经过点，通过样条曲线拟合，获取裂纹扩展轨迹。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述射线和扩展角Qi获取新的射线，包括：
在Qi大于等于0时，以第i经过点...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟新康，田小幸，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61