飞机薄壁结构面外载荷下三维疲劳裂纹扩展仿真分析

作者：曾苇鹏; 鲁嵩嵩^*; 刘斌超; 刘汉海; 隋福成; 鲍蕊

来源：航空工程进展, 2022, 13(03): 23-31.

DOI：10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.03.03

• FRANC3D
• 弯曲载荷
• 薄壁结构
• 疲劳裂纹扩展
• 应力强度因子

飞机结构中部分薄壁结构在服役中不可避免地承受面外弯曲载荷，这对飞机的安全性有显著影响。采用FRANC3D和ABAQUS联合仿真的方法，对薄板受弯曲载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为开展研究，分析边界约束强度和初始裂纹形状对此类疲劳裂纹扩展模拟的影响，并评估仿真方法的适用性。结果表明：模拟中施加较弱的边界约束，会使计算的应力强度因子增大；相比于初始非孔边的表面裂纹，初始孔边角裂纹在裂纹扩展初期扩展速率更高；现有的FRANC3D和ABAQUS联合仿真的方法在模拟面外弯曲载荷下薄板孔边裂纹扩展时，存在受压面裂纹无法扩展的问题。

• 单位
  中国航空工业集团有限公司; 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所; 北京航空航天大学