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耐久性設(shè)計概念認(rèn)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)在使用前就存在許多微小的初始缺陷，結(jié)構(gòu)在載荷 *環(huán)境作用下逐漸形成了一定長度和一定數(shù)量的裂紋與損傷群，繼續(xù)擴(kuò)展下去將會 •%’&•
 
造成結(jié)構(gòu)功能性損傷或維修費(fèi)用劇增，影響到飛機(jī)的備用性，此時結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行修理（稱為經(jīng)濟(jì)修理）。這種修理可以進(jìn)行若干次，直到滿足使用壽命要求。
由此可以看出，耐久性設(shè)計概念是針對飛機(jī)研制成本和生產(chǎn)成本以及使用維修
費(fèi)用的急劇增加而提出的。如何提高單機(jī)的出勤率，降低生產(chǎn)成本，特別是降低維修
費(fèi)用需要設(shè)計者們在確定飛機(jī)壽命時應(yīng)從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)予以量化，這就是耐久性設(shè)計
的出發(fā)點(diǎn)。
按耐久性設(shè)計飛機(jī)結(jié)構(gòu)的一個基本要求就是其經(jīng)濟(jì)壽命必須超過一倍的設(shè)計
使用壽命。在經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)，結(jié)構(gòu)不能出現(xiàn)過度或昂貴的維修以及發(fā)生諸如滲漏、
操縱效率降低、氣密座艙降壓等功能性損傷問題。
飛機(jī)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)壽命必須通過綜合分析評估并經(jīng)耐久性試驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)濟(jì)壽命指
標(biāo)則應(yīng)根據(jù)特定的飛機(jī)要求以及用戶對飛機(jī)性能和維修費(fèi)用的可接受程度來確定。
"設(shè)計特點(diǎn)
飛機(jī)結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的主要目的是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計分析的精確性、降低壽命的分
散性，以提高結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)的安全性和可靠性。為此，在耐久性設(shè)計中采取了一系
列措施，研究發(fā)展了一些專用的新技術(shù)和新方法，形成了一套具有鮮明特色的耐久性
設(shè)計體系。這個體系，概括起來說有以下主要特點(diǎn)：
（）量化控制。量化控制是耐久性設(shè)計的重要特點(diǎn)。在耐久性設(shè)計的各個環(huán)節(jié)
中，盡可能地用量化的指標(biāo)作為對比或控制目標(biāo)。例如，為了能夠定量地評估和控制
飛機(jī)結(jié)構(gòu)的材料和生產(chǎn)工藝等復(fù)雜因素，提出了描述結(jié)構(gòu)原始疲勞質(zhì)量的當(dāng)量初始
缺陷尺寸（%&’）分布，并以 %&’分布的形狀和尺寸參數(shù)作為量化控制指標(biāo)，用于控
制設(shè)計和監(jiān)督生產(chǎn)制造。
經(jīng)濟(jì)壽命是耐久性設(shè)計的總控制指標(biāo)。利用經(jīng)過驗(yàn)證的耐久性分析作為為結(jié)構(gòu)
細(xì)節(jié)耐久性設(shè)計提供的控制應(yīng)力水平、應(yīng)力集中和材料、工藝選擇準(zhǔn)則，在耐久性分
析與試驗(yàn)中有確切的初始缺陷尺寸和損害功能的裂紋尺寸，通過檢測和斷口定量顯
微分析較準(zhǔn)確地確定這些尺寸。由使用期裂紋擴(kuò)展控制曲線確定裂紋超過指定尺寸
的細(xì)節(jié)數(shù)，定量地表示出結(jié)構(gòu)的損傷度。它也是經(jīng)濟(jì)修理控制指標(biāo)之一。
通過耐久性設(shè)計各個環(huán)節(jié)的量化控制，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、分析、試驗(yàn)和使用維
修的精確性和可靠性，降低壽命的分散性，達(dá)到飛機(jī)結(jié)構(gòu)長壽命、高可靠性、高出勤率
和低維修成本的綜合要求。
（"）多樣性。結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計要綜合保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、功能可靠性和維修
經(jīng)濟(jì)性，因而有廣泛的含義。可概括為如下幾個方面。
廣泛的適應(yīng)范圍。耐久性設(shè)計適用于飛機(jī)的所有主要結(jié)構(gòu)和次要結(jié)構(gòu)，以及所
有的材料體系。飛機(jī)承力結(jié)構(gòu)的功能就是承受或傳遞各種載荷，它們都是耐久性設(shè)
計的重要對象。在設(shè)計中，也應(yīng)當(dāng)考慮次要的維形蒙皮、骨架等的耐久性問題。
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第二篇 ,現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計
 
多樣的結(jié)構(gòu)功能。耐久性設(shè)計涉及的結(jié)構(gòu)的功能包括強(qiáng)度、剛度、維形、保壓、運(yùn)動可靠性、操縱效率等。多樣的功能失效模型。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)功能失效的原因是多種多樣的，包括疲勞開裂（包括應(yīng)力腐蝕和氫脆引起的開裂）、腐蝕、熱退化、磨損和外來物損傷等。
多樣的損害功能的裂紋尺寸和數(shù)量。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)功能失效的疲勞裂紋可以是單條
裂紋，也可以是許多裂紋的共同效果，如滲漏等。損害功能的裂紋尺寸一般小于
""，但也可能超過 ""，甚至到臨界裂紋尺寸。
（）較小裂紋。耐久性設(shè)計主要研究對象是結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋萌生和較小裂紋擴(kuò)
展，它們的尺寸一般都在 ""以下，并且是統(tǒng)計學(xué)上的泛指和代表，沒有具體的位置。
因此，耐久性分析和試驗(yàn)中，無論采用哪一種方法，都必須直接或間接地與較小裂紋
群及其尺寸的統(tǒng)計分布聯(lián)系起來。
（%）可靠性要求。在耐久性分析、試驗(yàn)、生產(chǎn)質(zhì)量控制、檢測和斷口分析中都必須
有較高的可靠性要求。可靠性要求同所研究的裂紋尺寸有關(guān)，較長裂紋的擴(kuò)展分散
性相對較小，也容易檢測，但可能直接影響飛行安全或降低飛機(jī)性能，因而必須有很
高的可靠性要求；在裂紋較小尺寸（小于 ""）范圍內(nèi)，疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展本身
具有很大的分散性，也很難觀測（特別在實(shí)際結(jié)構(gòu)中），過高的可靠性要求是不現(xiàn)實(shí)
的。另一方面，較小裂紋一般不會立即影響飛行安全或降低飛機(jī)的性能，因此，在較
小裂紋尺寸范圍內(nèi)，一般選用的可靠度為 &’(。
（’）維修性要求。在耐久性設(shè)計中，可將經(jīng)濟(jì)修理后的壽命計入總壽命，并在經(jīng)
濟(jì)范圍內(nèi)可多次修理。
由此看來，飛機(jī)結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的目標(biāo)就是通過合理地選擇材料、工藝、控制應(yīng)
力水平、設(shè)計細(xì)節(jié)、檢查與防護(hù)等設(shè)計與分析措施，來提高結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的抗疲勞斷裂和
腐蝕斷裂，減緩材料退化和磨損等，以防止結(jié)構(gòu)的功能性損傷和不經(jīng)濟(jì)的維修，提高
飛機(jī)的備用性、經(jīng)濟(jì)性以及結(jié)構(gòu)壽命的可靠性，乃至整個飛機(jī)的安全性。
二、耐性久設(shè)計的基本工作內(nèi)容
耐久性設(shè)計的目的是要在整個使用壽命期內(nèi)使飛機(jī)的維護(hù)費(fèi)用減至最少且保障
飛機(jī)有良好的出勤狀態(tài)。從設(shè)計要求而言，應(yīng)把造成不希望的疲勞開裂 )損傷問題的
概率減至最小。從工作內(nèi)容看，耐久性設(shè)計可分為設(shè)計、分析和試驗(yàn)三大步驟。
耐久性設(shè)計是要在飛機(jī)設(shè)計和制造中合理地設(shè)計結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，這包括：選擇恰當(dāng)?shù)?br /> 耐久性材料、制造方法和加工工藝等，并盡可能消除有害殘余應(yīng)力；控制耐久性設(shè)計
結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平和應(yīng)力集中；進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)耐久性優(yōu)化設(shè)計及抗疲勞優(yōu)化設(shè)計及工
藝；選擇腐蝕防護(hù)和熱防護(hù)措施，制定耐久性質(zhì)量控制與管理計劃與方法。
耐久性分析包括：編制耐久性設(shè)計的飛—續(xù)—飛載荷 )環(huán)境譜，適當(dāng)考慮載荷譜
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