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裂紋工作，只要裂紋在控制范圍內。所以，損傷容限除了通過結構設計和試驗研究裂紋擴展
規律，控制裂紋擴展速率外，還有一個很重要的工作是使帶有允許裂紋的結構滿足規定的剩
余強度要求，以保證飛機結構的安全性和可靠性。
    (1)有關損傷容限的專業名詞
    1)摜傷容限
    結構在規定的未修使用周期內，抵抗由于缺陷、裂紋或其他損傷造成的破壞的能力。也
可以說是在保證結構安全可靠地工作到下次檢查的條件下，允許結構存在的缺陷和損傷。
    2)裂紋擴展壽命
    在設計應力譜作用下，由初始裂紋擴展到臨界裂紋時所得的壽命。
    3)剩余強度
    含裂紋結構的承載能力。結構件的剩余強度會隨裂紋尺寸的增加而減少。
    4)損傷容限載荷
    在規定的未修使用最小周期內，為了保證飛機飛行安全和飛行性能，帶有損傷的飛機結
構必須能承受的載荷。
    (2)損傷容限結構分類
    損傷容限設計的結構應該是緩慢裂紋擴展結構或破損安全結構，或者是這兩種類型的
結合。
    1)緩慢裂紋擴展結構
    這種結構應被設計成初始損傷以穩定、緩慢的速率擴展，以保證在規定的檢查周期內，
在使用載荷作用下，結構內的初始缺陷或裂紋不至于擴展到臨界裂紋的尺寸。這種結構要求
材料的裂紋擴展速率較低，而且要通過質量控制使結構件可能存在的初始缺陷尺寸小于通過
試驗和分析所確定的初始缺陷值。
    通過選用裂紋擴展速率低的結構材料和控制結構件上初始缺陷的尺寸，使其初始缺陷擴
展到臨界裂紋尺寸的壽命（分散系數為2）大于規定的檢修周期，來確保飛機飛行安全。
  2)破損安全結構
  破損安全結構又分為被損安全多路傳力結構和破損安全止裂結構。
  ①破損安全多路傳力結構：具有兩條或兩條以上的傳力路線，當一條傳力路線由于其
28渦輪發動機飛機結構與系統
中某一構件破壞而中斷時，要求的破損安全載荷仍可通過其他傳力路線傳遞過去。比如，機
身隔框在內外兩根緣條之間增加一根角材，形成三根緣條。當一根緣條破壞時，其余兩根緣
條仍能受載——分別承受拉、壓正應力，將彎矩傳遞過去(見圖1.1 -34 (a》。機翼的上
下壁板由機翼大梁緣條和整體壁板鉚接而成，機翼彎曲產生的正應力由大梁緣條和整體壁板
一起承擔。如果大梁緣條由于裂紋擴展而失效，整體壁板仍可以承受正應力將彎矩傳遞過去
(見圖1.1 -34 (b》。
    外緣條
條
圖1.1  - 34破損安全結構
    ②破損安全止裂結構：通過止裂帶、止裂孔、蒙皮分塊、開止裂縫等使已產生的裂紋
停留在所設計的止裂區內，不再向前發展。保證飛機在規定的檢修周期內，在使用載荷／環
境作用下安全飛行（見圖1.1 - 35）。
    損傷容限設計方法是對傳統設計方法的補充和發展。它避免由于構件存在初始缺陷或出
現裂紋被漏檢而引起的飛行安全事故，同時又對結構件上的裂紋擴展進行研究，科學地制定
出對飛機結構進行檢修的周期。所以，與傳統的安全壽命設計相比，它是一種比較安全、合
理和經濟的方法。
    4．耐久性設計
    飛機結構的耐久性是指飛機結構在規定的經濟壽命期間肉，抵抗疲勞開裂、腐蝕、熱退
化、剝離、磨損和外來物偶然損傷作用的一種固有能力。經濟壽命是由執行耐久性試驗計劃
的結果所表示的工作壽命，當被試驗的結構出現遍布損傷，要修理不經濟，不修理又影響結
構使用功能時，則認為結構已達到經濟壽命。
    耐久性設計概念是針對飛機研制成本和生產成本以及使用維修費用的急劇增加而提出的
一種結構設計思想。這種結構設計思想認為飛機結構在使用前就存在許多微小的初始缺陷
（尺寸在1 mm以下的單條或成群出現的較小裂紋），結構在載荷／環境作用下逐漸形成了一
定長度和一定數量的裂紋和損傷群，此時結構必須進行修理（稱為經濟修理），否則繼續擴
展下去將會造成結構功能損傷或維修費用劇增影響到飛機的備用性。這種經濟修理可以進行
    上篇飛機結構與機械系統29
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    圖1.1  - 35破損安全止裂結構
(a)、(c)止裂帶止裂：l一隔框；2-桁條；3-蒙皮；4-止裂帶；5-補償連接片；6-裂紋
    (b)蒙皮分塊止裂
    (d)開止裂縫止裂：1-蒙皮；2-止裂孔；3-止裂縫；4-桁條
　
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