飞机薄壁结构振动疲劳：高频载荷下的寿命分析与高阶模态影响

本文档标题为"含高频的载荷下飞机薄壁结构振动疲劳寿命分析 (2012年)",发表于2012年4月的《机械科学与技术》第31卷第4期，专注于航空航天工程领域。作者张坤、薛瑛、胡海涛和李玉龙来自西北工业大学航空学院，西安。 论文主要探讨了飞机结构在实际运行中，特别是面对突发风、机动飞行等情况下，由于振动载荷引起的疲劳破坏问题。这些载荷可能同时激发结构的基频模态和高阶模态，从而显著影响结构的疲劳寿命。研究者采用了Dirlik疲劳寿命估算方法，这是一种广泛应用在结构工程中的预测疲劳失效的重要工具。 他们通过施加不同载荷谱，对飞机典型薄壁结构进行深入分析。这种方法结合了结构损伤计算，即评估载荷作用下材料局部应力累积的程度，以及模态分析，即确定结构在特定频率下的响应模式。通过这种方式，研究人员揭示了当结构在特定负载条件下同时经历基频和高阶共振时，疲劳寿命为何会急剧下降的关键机制。 高阶模态是指除了基本自然频率外，结构在受力时还可能表现出的其他频率响应。这些高阶模态往往对应着结构内部复杂的应力分布和动态行为，它们可能会导致更不均匀的应力集中，加速疲劳裂纹的发展。论文着重分析了这种高阶模态的特性，如其频率、振型和对结构整体性能的影响，以便为设计和维护提供更精确的指导。 关键词包括振动疲劳、损伤、模态和疲劳寿命，表明了文章的核心研究内容和焦点。中图分类号TB534+.3标识了该研究属于航空工程和技术类，文献标识码A则表明文章是学术性较强的科研成果，而文章编号1003-8728(2012)04-0639-04则提供了论文的具体定位。 这篇论文为理解和改善飞机薄壁结构在高频率载荷环境下的振动疲劳行为提供了重要的理论依据和技术支持，对于提高飞行安全性和延长航空器使用寿命具有重要意义。