ZWS10-12破損安全設計思想可看作損傷容限設計思想的“雛型”,至今仍是后者的一個組成部分。

損傷容限設計概念是承認結構在使用前就帶有初始缺陷,并認為由初始缺陷到形成臨界裂紋的裂紋擴展壽命即是結構的總壽命。所以它不考慮無裂紋壽命,只考慮帶裂紋壽命。

損傷容限設計思想是:承認結構在使用前就帶有初始缺陷,但必須把這些缺陷在規定的未修使用期內的增長控制在一定的范圍內,使結構滿足規定的剩余強度要求,以保證飛機的安全性和可靠性。

損傷容限設計方法是:承認結構在使用前就帶有初始缺陷,并通過結構設計和試驗研究控制裂紋的擴展,對可檢結構給出檢查周期,對不可檢結構提出嚴格的剩余強度要求和裂紋增長限制,以保證結構在給定的使用壽命內,不致困未發現的初始缺陷擴展失控而造成飛機的災難性事故。由此可見,在損傷容限設計中,無論是可檢構件還是不可檢構件都可以帶著裂紋工作,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。

有關損傷容限的專業名詞,損傷容限,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。

裂紋擴展壽命,在設計應力譜作用下,til初始裂紋擴展到臨界裂紋時所得的壽命。

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。

損傷容限載荷,在規定的未修使用最小周期內,為了保證飛機飯行安全和飛行性能,帶有損傷的飛機結構必須能承受的載荷。

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。

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。

破損安全結構又分為破損安全多路傳力結構和破損安全止裂結構。

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))。

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