破損安全結(jié)構(gòu)簡介

在使用中容許承力結(jié)構(gòu)的某些部分產(chǎn)生疲勞裂紋，但要求通過定期槍查發(fā)現(xiàn)這些裂紋之前，結(jié)構(gòu)仍能承受足夠裁荷的設(shè)計(jì)概念。也就是說，結(jié)構(gòu)必須是允許損傷的，但要求損傷發(fā)展到危險(xiǎn)尺寸前能被發(fā)現(xiàn)或者在整個(gè)指定的壽命期間它決不會達(dá)到危險(xiǎn)尺寸，則結(jié)構(gòu)是破損安全的。此類結(jié)構(gòu)被稱為破損安全結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)70年代后由于斷裂力學(xué)的發(fā)展，對破損安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的一個(gè)更新的更確切的名稱是損傷容限設(shè)計(jì)原則。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用破損安全或損傷容限概念，可充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的壽命潛力，以及考慮下意外損傷，從而確保飛機(jī)的安全可靠性。

疲勞損傷發(fā)生在受交變應(yīng)力（或應(yīng)變）作用的零件和構(gòu)件，零件和構(gòu)件在低于材料屈服極限的交變應(yīng)力（或應(yīng)變）的反復(fù)作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)以后，在應(yīng)力集中部位萌生裂紋，裂紋在一定條件下擴(kuò)展，最終突然斷裂，這一失效過程稱為疲勞破壞。材料在疲勞破壞前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)數(shù)稱為疲勞壽命。

當(dāng)施加于結(jié)構(gòu)的交變載荷經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)N以后，構(gòu)件發(fā)生疲勞斷裂。循環(huán)次數(shù)N稱為疲勞壽命。對件用不同載荷進(jìn)行多次反復(fù)加載實(shí)驗(yàn)，可測得在不同載荷下試件的疲勞壽命，得到應(yīng)力與壽命的一系列關(guān)系，將這種應(yīng)力—壽命關(guān)系的曲線描繪出來，就是構(gòu)建的疲勞壽命曲線，通常稱之為S—N曲線。

在對破損安全結(jié)構(gòu)進(jìn)行修理設(shè)計(jì)和評審時(shí)，主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

(1)單個(gè)結(jié)構(gòu)元件損壞后，應(yīng)證明鄰近元件具有足夠的靜強(qiáng)度；

(2)必須保持其他路徑結(jié)構(gòu)的完整性，該類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不考慮相鄰結(jié)構(gòu)的損傷；

(3)必須保持結(jié)構(gòu)的可檢性，或者采用可替代的方法，選擇適用的無損檢測技術(shù)；

(4)盡可能采用良好的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，以減少修理部位或周圍區(qū)域由于應(yīng)力升高可能出現(xiàn)的疲勞損傷；

(5)應(yīng)重新評估修理區(qū)域的結(jié)構(gòu)檢查間隔，以考慮由于修理可能造成的疲勞壽命的降低。

如果在結(jié)構(gòu)是按安全壽命原則或破損安全原則設(shè)計(jì)的，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中嚴(yán)重的疲勞破壞危險(xiǎn)可以完全被消除或變得非常小。在前一種方法中，在知道嚴(yán)重?fù)p傷沒有出現(xiàn)之前，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有最短壽命。在壽命后期，盡管不會檢測到疲勞跡象，但也必須替換這一結(jié)構(gòu)。當(dāng)達(dá)到安全壽命時(shí)，如果構(gòu)件不具有低成本的可替換性，則必須報(bào)廢整個(gè)結(jié)構(gòu)。換句話說，對于那些很容易替換的部件，如起落架支柱以及安全壽命小于全尺寸飛機(jī)的結(jié)構(gòu)，由于在飛機(jī)壽命期間，使用兩個(gè)輕型起落架系統(tǒng)比使用和輕型起落架有相同安全壽命的重型起落架更經(jīng)濟(jì)。

破損安全法基于這樣一個(gè)事實(shí)，在靜不定結(jié)構(gòu)中，一個(gè)構(gòu)件斷裂不一定會引起殘余結(jié)構(gòu)破壞，假如剩下構(gòu)件能夠分擔(dān)破壞構(gòu)件原來承載的載荷，并且能抵抗重復(fù)載荷，直到發(fā)現(xiàn)破壞構(gòu)件出現(xiàn)為止。這種結(jié)構(gòu)被稱作破損安全結(jié)構(gòu)或損傷容限結(jié)構(gòu)。

通常將部分結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)成破損安全的而不是長安全壽命的。這樣做會更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)檫@些部件比較輕。通過常規(guī)檢查或一些故障(如機(jī)翼裂紋的燃油泄漏)現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)破損，發(fā)現(xiàn)破損的飛機(jī)就退出服役進(jìn)行維修。然而結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須考慮檢測間隔，例如，在一次檢測中由于裂紋太小而沒有檢出，在下次檢測之前，裂紋一定不能擴(kuò)展到發(fā)生破壞的尺寸。

一些部件必須設(shè)計(jì)成具有安全壽命的，這些部件包括起落架、主翼接頭、機(jī)翼翼身接頭和全動(dòng)式水平尾翼上的鉸鏈或可變形翼鉸鏈。設(shè)計(jì)成破損安全的部件包括由桁條加強(qiáng)的機(jī)翼蒙皮和由框和長桁加強(qiáng)的機(jī)身蒙皮；桁條和框可以防止蒙皮裂紋在一段時(shí)間內(nèi)快速蔓延，這樣的話，就可以在常規(guī)檢測中及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 2100433B

在不破壞商品混凝土結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下，利用動(dòng)能、光、聲、電、熱、磁和射線等方法，測定有關(guān)商品混凝土性能方面的物理量，推定商品混凝土強(qiáng)度、缺陷等的測試方法，統(tǒng)稱為商品混凝土非破損檢測方法。

破壞、受損 ；殘破損壞；破裂;損傷。

《三國志·魏志·公孫淵傳》“悉斬送 彌 晏 等首” 裴松之 注引 三國 魏 魚豢 《魏略》：“此誠暴猾賊之鋒，摧矜夸之巧，昭示天下，破損其業(yè)，足以慙之矣。”

2、殘破損壞。

①明 葉憲祖 《寒衣記》第二折：“ 劉 家大舅！俺看你衣衫破損，多應(yīng)囊橐空虛?！?

②清 沈復(fù) 《浮生六記·閨房記樂》：“字畫之破損者，必覓故紙粘補(bǔ)成幅，有破缺處，倩余全好而卷之，名曰‘棄馀集賞’?！?

③楊朔 《木棉花》：“這是一段長長的路，旅客須得提著行囊，走過破損的橋梁，才能跳上對岸那輛火車?！?

④宋 蘇軾 《乞降度牒修北岳廟狀》：“自 熙寧 間，因守臣 薛向 奏請，止曾完葺正殿，自馀諸殿及廊廡門宇墻垣，久已疏漏破損?！?

3、破裂；損傷。

①唐 陸龜蒙 《奉酬襲美先輩初夏見寄次韻》：“昨日云破損，晚林先覺晴?！?

②《水滸傳》第九八回：“ 瓊英 見他來的兇猛，手拈石子，望 李逵 打去，正中額角。 李逵 也吃了一驚，幸得皮老骨硬，只打的疼痛，卻是不曾破損。”2100433B