铝钛复合耳片结构设计及可靠性分析

冯蕴雯, 张家乐, 薛小锋, 钟小平, 谢伟

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

飞机耳片销轴(螺栓)连接是2个或2个以上结构件的重要连接形式，也是结构机构功能转换的重要方式。通常情况下，耳片销轴(螺栓)连接传递载荷大，应力高且复杂，易破坏，因而对飞机安全产生较大影响。如某飞机与作动筒相连的减速板接头耳片发生断裂导致严重飞行事故案例[1]。

单传力路径耳片无论是结构设计、疲劳寿命影响因素还是安全性评估的研究在国内外均取得了较丰硕的成果。如李维娜通过静力学的相关分析，针对常规的耳片接头提出了比较完善的设计准则和评估方法[2]；徐明波基于损伤容限分析对耳片结构进行了优化设计[3]。针对不同材料，徐茂和李辉等[4-5]分别对7055铝合金耳片接头和钛合金耳片结构的力学性能进行了分析。在疲劳寿命研究方面，Boljanovic给出了疲劳载荷下耳片的计算模型[6]；Maksimovic从裂纹扩展方面对耳片疲劳寿命进行了分析[7]；另外，Andrea对重复检查下的飞机结构安全性评估给出了较为完善的分析流程[8]。对于按破损安全设计的耳片接头，国外学者Abraham给出了一种合理选择结构检查门槛值和检查间隔的方法，同时考虑了不同材料参数对失效概率的影响[9]。

对于承载大且可靠性要求高的重要连接耳片，国外A380和A350飞机均已采用了多种材料组合而成的复合耳片设计技术，以提高耳片设计的安全性，然而新型复合耳片的设计尚缺乏有效的结构设计分析支撑。……