破損安全結(jié)構(gòu)原理

如果在結(jié)構(gòu)是按安全壽命原則或破損安全原則設(shè)計的，飛機結(jié)構(gòu)中嚴重的疲勞破壞危險可以完全被消除或變得非常小。在前一種方法中，在知道嚴重損傷沒有出現(xiàn)之前，所設(shè)計的結(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)達到安全壽命時，如果構(gòu)件不具有低成本的可替換性，則必須報廢整個結(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的結(jié)構(gòu)，由于在飛機壽命期間，使用兩個輕型起落架系統(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。

破損安全法基于這樣一個事實，在靜不定結(jié)構(gòu)中，一個構(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)計成破損安全的而不是長安全壽命的。這樣做會更經(jīng)濟，因為這些部件比較輕。通過常規(guī)檢查或一些故障(如機翼裂紋的燃油泄漏)現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)破損，發(fā)現(xiàn)破損的飛機就退出服役進行維修。然而結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須考慮檢測間隔，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，裂紋一定不能擴展到發(fā)生破壞的尺寸。

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

在對破損安全結(jié)構(gòu)進行修理設(shè)計和評審時，主要應(yīng)考慮以下幾點：

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

(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)計時，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節(jié)設(shè)計，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。

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)展到危險尺寸前能被發(fā)現(xiàn)或者在整個指定的壽命期間它決不會達到危險尺寸，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)計原則的一個更新的更確切的名稱是損傷容限設(shè)計原則。在結(jié)構(gòu)設(shè)計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。對件用不同載荷進行多次反復(fù)加載實驗，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。

在不破壞商品混凝土結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下，利用動能、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?！?100433B