飞机耳片结构的疲劳寿命预测：参数化建模与有限元分析

“飞机耳片结构的参数化建模与有限元分析” 在航空领域，飞机耳片结构作为关键连接部件，其性能直接影响到飞机的安全性和可靠性。本研究由蒲志新、李晓春等人进行，主要关注飞机耳片含孔结构件的疲劳寿命预测，并通过参数化建模和有限元分析方法进行深入研究。文章指出，对于含孔结构的耳片，有三种主要的疲劳寿命预测方法：名义应力法、局部应力应变法和断裂力学方法。 1. 名义应力法：这是一种基于应力循环历史的疲劳预测方法，主要依据材料的S-N曲线（应力-寿命曲线）来评估结构的疲劳寿命。这种方法简单易行，但忽略了局部应力集中等因素。 2. 局部应力应变法：此方法更注重结构细节，考虑了局部应力应变状态对疲劳寿命的影响。它需要获取精确的应力应变分布数据，通常通过有限元分析得到。 3. 断裂力学方法：这种方法基于裂纹扩展理论，通过评估裂纹尖端的应力强度因子或J积分来预测疲劳寿命，适用于存在微小初始裂纹的结构。 在进行这些分析时，参数化建模是一种高效的方法。利用有限元软件ANSYS的高级编程语言APDL（参数化命令语言），可以创建出可调整的几何模型，适应不同的设计参数。这样，在改变耳片尺寸或孔位置等参数时，模型能自动更新，大大减少了重复建模的工作量。 有限元分析（FEA）则被用来求解结构的应力、应变等关键疲劳参量。通过施加实际工况下的载荷和约束条件，可以得到耳片结构在工作状态下的响应，进一步评估其疲劳寿命。ANSYS作为广泛应用的工程模拟工具，能够处理复杂的结构问题，提供准确的分析结果。 文章中提到的研究团队来自辽宁工程技术大学机械工程学院和沈阳东芝电梯公司，他们的研究不仅有助于提升飞机耳片设计的效率，也有助于优化结构，延长其使用寿命，确保飞行安全。关键词包括耳片、结构危险、参数化和ANSYS，表明研究的核心在于通过参数化手段优化有限元分析过程，以应对飞机耳片结构中的疲劳问题。 这项研究结合了理论分析方法和先进的工程模拟技术，为飞机耳片的疲劳寿命评估提供了一套系统性的解决方案，对于提升航空航天领域的结构安全性具有重要意义。