面向对象设计的飞机结构DTR系统实现

"飞机DTR体系的面向对象设计与实现 (2005年) - 王生楠，李贞培 - 西北工业大学飞机结构强度研究所" 本文主要探讨了飞机结构损伤容限额定值（DTR）系统的设计与实现，这是一种用于评估飞机结构在安全可检期内检测疲劳裂纹能力的系统。DTR系统基于当量检查次数来判断结构细节在检查大纲规定下的裂纹检出概率，并据此调整或补充检查大纲，确保飞机的安全运营。 面向对象编程方法被引入到DTR系统的设计中，以提高代码的可扩展性和可重用性。传统的面向过程方法虽然执行效率高，但在适应新结构和代码复用方面存在局限。作者建立了一个名为TDTRBase的通用类库，该库用C++语言实现，包含了DTR系统中常见的分析方法和数据。这个类库能够无缝集成到其他软件中，如文献[5]中的TDTApp类，共同完成裂纹扩展分析、剩余强度分析以及DTR评定，为飞机结构设计和维修部门提供高效工具。 在面向对象分析阶段，DTR系统的基本对象被识别并抽象化，这些对象包括但不限于结构细节、检查大纲、疲劳裂纹模型等。通过对这些对象的属性和行为建模，构建了类的层次结构。每个类代表了DTR系统中的一个核心概念，封装了相关数据和操作，以实现模块化和解耦合。 类库TDTRBase的核心特性包括： 1. **代码可扩展性**：设计时考虑了未来可能增加的新结构类型或分析方法，使得类库能够轻松地适应新的需求。 2. **代码可重用性**：由于类库提供了通用的分析方法和数据结构，不同项目可以共享这些组件，减少重复工作。 3. **灵活性**：通过继承和多态性，不同类型的结构和检查大纲可以使用相同的基本操作，同时又能保持特定的特性。 4. **封装**：将复杂的计算和逻辑封装在类内部，外部用户只需调用相应的接口即可，降低了使用难度。 DTR系统中的关键步骤，如损伤检测概率计算、裂纹扩展预测、剩余寿命评估等，都被转换为类库中的函数或方法。通过实例化和组合这些对象，可以快速构建针对具体飞机结构的DTR分析模型。 应用示例证明了TDTRBase类库的有效性和实用性。通过实际的结构数据和检查大纲，系统能够生成准确的DTR值，帮助决策者制定合适的检查方案，确保飞机的损伤容限设计符合适航标准。 总结来说，该研究展示了面向对象设计在飞机DTR系统中的优势，不仅提高了软件的可维护性和可扩展性，还为航空工业提供了更强大、灵活的分析工具。这种设计方法对于应对日益复杂和多变的飞机结构检查需求具有重要的价值。