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2E12铝合金机身壁板损伤容限特性分析与试验验证
The analysis of damage tolerance performance of 2E12 aluminum alloy fuselage panel and verification
投稿时间:2022-02-28  修订日期:2022-04-18
DOI:
中文关键词:  机身壁板  损伤容限  裂纹扩展  应力强度因子  剩余强度
英文关键词:Fuselage panel  Damage tolerance  Crack propagation  Stress intensity factor  Residual strength
基金项目:
作者单位邮编
秦剑波 航空工业第一飞机设计研究院 710089
宁宇 航空工业第一飞机设计研究院 
周颜 航空工业第一飞机设计研究院 
王新波 航空工业第一飞机设计研究院 
张志楠 航空工业第一飞机设计研究院 
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中文摘要:
      2E12为国产新研铝合金材料,拟用于飞机机身蒙皮结构。该材料的损伤容限性能是否满足要求、是否能够应用于型号,损伤容限特性是关键指标之一。按照损伤容限设计要求,本文设计了三组典型的机身壁板结构试验件,包含了单跨裂纹、双跨裂纹、裂纹修理三种情况,首先完成了裂纹扩展和剩余强度数值分析,随后进行了验证试验,同时与2024铝合金试验件进行了对比分析和试验。结果表明:新研2E12铝合金材料损伤容限性能较好,能够满足型号设计要求;相对于单裂纹扩展,多裂纹的存在显著提高了裂纹扩展速率,多裂纹的总寿命缩短约为30%;裂纹扩展分析结果与试验结果误差在10%以内;各试验件剩余强度结果一致性很好,分析结果与试验结果的差别约为2.3%。
英文摘要:
      2E12 is a newly developed domestic aluminum alloy material, which is intended to be used for fuselage skin.Whether the damage tolerance performance of the material meets the requirements and can be applied to the aircraft structure, the damage tolerance performance is one of the key indicators.According to the damage tolerance design requirements, this paper designed three typical test pieces of fuselage panel structure , including single span crack, double span crack and crack repair. First, the crack propagation and residual strength numerical analysis were completed, followed by the verification test, and the comparative analysis with the 2024 aluminum alloy test piece.The results show that the damage tolerance performance of 2E12 aluminum can meet the design requirements;Compared with single crack growth,the total life of multiple cracks is shortened about 30% ;the error between the crack growth analysis results and the test’s is less than 10%; the residual strength result of each test piece is very consistent, and the difference between the analysis result and the test result is about 2.3%.
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