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2020年第3期民用飞机设计与研究2020 No. 3总第 138 期__________________________Civil Aircraft Design & Research _______________________Sum N 〇. 138http ://myfj m yfj _sadri @ comae , cc (021) 20866796DOI ： 10. 19416/j . enki . 1674 -9804.2020.03.006一种高效的正常类飞机全机疲劳试验方法吕万韬*熊俊赵新新(中电科芜湖通用航空产业技术研究院，芜湖241000)摘要：目前国内飞机结构疲劳耐久性评定通常采用规范谱和飞机典型设计任务剖面相结合来编制疲劳试验载荷谱，对全机 完整结构进行考核，这将耗费巨大的成本和周期，也因此全机疲劳试验成为型号机体结构设计验证最后以及最复杂的一环。
对于以经济性为主要研制要求的正常类飞机，为了推进型号研制工作和取证进度，需要缩减全机疲劳试验的成本和周期。
在CA 42型飞机适航取证的全机疲劳试验工作中，依据FAA 认可的规范谱编制了疲劳试验谱，将疲劳考核目标由整机结构调整为机体主要承力结构,并相应简化了全机疲劳试验载荷加载方式，形成了一种高效的全机疲劳试验方法。
通过该方法，CA 42飞机全机疲劳试验仅耗时两月，试验成本主要为工时，有效的推进了适航取证工作，并缩减了研制成本。
关键词：正常类飞机;全机疲劳试验;试验载荷谱;简化加载方式 中图分类号：V 216.3文献标识码：A〇引言正常类飞机是CCAR -23部中规定的9座以下， 最大起飞重量5 700 kg 以内的非特技飞行的飞机。
对于该类飞机机体结构疲劳性能的评定,AC 23-13A 建议的最可靠的验证方法是进行全尺寸飞机疲劳试 验（以下简称全机疲劳试验）CCAR 23.571、CCAR 23.572 和 CCAR 23.573 为正常类飞机适航需表明疲劳符合性的主要条款要求，对 于破坏后会导致灾难性后果的结构，必须通过疲劳强 度验证其能承受使用过程中预期重复载荷，或通过破 损安全验证在某一主要结构失效后，剩余结构可承受 规定的载荷，或对主要结构的损伤容限性能进行验证。
引用格式：魏峰, 胡溧, 杨啟梁, 等. 强化坏路工况下冷却模块的加速耐久试验研究[J]. 中国测试，2024, 50(3): 45-51. WEI Feng,HU Li, YANG Qiliang, et al. Study on accelerated endurance test of cooling module under strengthening bad circuit condition[J].China Measurement & Test, 2024, 50(3): 45-51. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2022010072强化坏路工况下冷却模块的加速耐久试验研究魏 峰1， 胡 溧1， 杨啟梁1， 李兴山2， 许 晶2(1. 武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北 武汉 430081; 2. 东风马勒热系统有限公司，湖北 武汉 430056)摘 要: 提出一种加速疲劳试验功率谱编辑法。
以某款商用车道路试验载荷谱为基础，通过分析各路况下的频域特征，结合冷却模块的计算模态结果，确认导致冷却模块失效的风险路况。
基于采集的载荷信号计算得到各路况疲劳损伤谱分量，应用Miner 线性叠理论获得总疲劳损伤，最终编辑生成台架加速试验用功率谱。
通过对加速谱时域、幅值域和频域角度的对比，验证加速谱台架响应统计特征与原始谱的一致性。
冷却模块的台架耐久试验表明，将振动量级提高1.85倍，通过57 h 的台架试验模拟完成三种风险路段数百小时的道路试验。
并复现道路试验的失效故障，验证其有效性。
关键词: 疲劳试验; 冷却模块; 模拟试验; 疲劳损伤谱; 载荷谱编制中图分类号: U467.5+23;TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2024)03–0045–07Study on accelerated endurance test of cooling module understrengthening bad circuit conditionWEI Feng 1, HU Li 1, YANG Qiliang 1, LI Xingshan 2, XU Jing 2(1. College of Automobile and Traffic Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081,China; 2. Dongfeng Mahle Thermal Systems Co., Ltd., Wuhan 430056, China)Abstract : An accelerated test power spectrum editing method is proposed. Based on the road test load spectrum of a commercial vehicle, by analyzing the frequency domain characteristics of each road condition and referring to the calculated modal results of the cooling module, the risk road conditions leading to the failure of the cooling module were confirmed. The fatigue damage spectrum components of each road condition were calculated based on the collected load signals, the total fatigue damage was obtained by using Miner's linear superposition theory. Finally, the power spectrum for bench acceleration test is generated. With the acceleration spectrum compared and verified through time domain, amplitude domain and frequency domain angles, the data shows that the statistical characteristics of the accelerated spectrum are consistent with the original spectrum. The bench endurance test of cooling module shows that the enhanced vibration magnitude by 1.85 times, hundreds of hours of road tests on three risky conditions can be shortened to 57 hours of bench test, and reproduce failures in the road test, which verifies the effectiveness.Keywords : fatigue test; cooling module; simulation test; fatigue damage spectrum; load spectrum compilation收稿日期: 2022-01-17；收到修改稿日期: 2022-02-22作者简介: 魏 峰（1990-），男，辽宁抚顺市人，硕士研究生，专业方向为噪声与振动、汽车NVH 及声品质。
疲劳寿命预测方法很多。
按疲劳裂纹形成寿命预测的基本假定和控制参数，可分为名义应力法、局部应力一应变法、能量法、场强法等。
2.4.1.1名义应力法名义应力法是以结构的名义应力为试验和寿命估算的基础，采用雨流法取出一个个相互独立、互不相关的应力循环，结合材料的S -N曲线，按线性累积损伤理论估算结构疲劳寿命的一种方法。
基本假定：对任一构件(或结构细节或元件)，只要应力集中系数K T相同，载荷谱相同，它们的寿命则相同。
此法中名义应力为控制参数。
该方法考虑到了载荷顺序和残余应力的影响，简单易行。
但该种方法有两个主要的不足之处：一是因其在弹性范围内研究疲劳问题，没有考虑缺口根部的局部塑性变形的影响，在计算有应力集中存在的结构疲劳寿命时，计算误差较大；二是标准试样和结构之间的等效关系的确定十分困难，这是由于这种关系与结构的几何形状、加载方式和结构的大小、材料等因素有关。
正是因为上述缺陷，使名义应力法预测疲劳裂纹的形成能力较低，且该种方法需求得在不同的应力比R和不同的应力集中因子K T下的S-N曲线，而获得这些材料数据需要大量的经费。
因而名义应力法只适用于计算应力水平较低的高周疲劳和无缺口结构的疲劳寿命。
近年来，名义应力法也在不断的发展中，相继出现了应力严重系数法(S. ST)、有效应力法、额定系数法(DRF)等。
2.1.2.2局部应力一应变法局部应力一应变法的基本思想是根据结构的名义应力历程，借助于局部应力-应变法分析缺口处的局部应力。
再根据缺口处的局部应力，结合构件的S-N曲线、材料的循环。
一曲线、E -N曲线及线性累积损伤理论，估算结构的疲劳寿命。
基本假定:若一个构件的危险部位(点)的应力一应变历程与一个光滑小试件的应力一应变历程相同，则寿命相同。
此法中局部应力一应变是控制参数。
局部应力一应变法主要用于解决高应变的低周疲劳和带缺口结构的疲劳寿命问题。
该方法的特点是可以通过一定的分析、计算将结构上的名义应力转化为缺口处的局部应力和应变。
装备环境工程第21卷第4期·68·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2024年4月电子产品野外环境下温循加速载荷谱编制方法吴一乔1，韩建立1，刘晓娣1，贺振光2，李冠辰3，于楷泽4（1.海军航空大学，山东 烟台 264001；2.91599部队，山东 莱阳 265200；3.中国人民解放军陆军参谋部，北京 100000；4.91423部队，山东 莱阳 265200）摘要：目的将电子产品在野外环境下日变化波动与季节差异明显的温度载荷编制成温循载荷谱和转换为加速载荷谱。
方法通过四点雨流计数法提取原谱中的载荷循环信息，对提取的循环信息进行分布拟合、相关性检验等统计分析，进而构建循环均值与范围值的联合概率密度函数，再运用概率密度法，编制出8×8二维环境载荷谱。
在二维载荷谱基础上，编制出温循载荷谱，使用针对电子部件参数修正的加速方程转化为加速载荷谱。
结果利用野外作业现场1个作业周期内的气温纪录，提供了一套编制温循载荷谱和转换加速载荷谱的合理化流程和解决方案。
结论该制谱方法可以利用原始环境谱中绝大部分有效信息，较好地还原电子部件野外作业阶段经历的温度变化过程，为电子产品的加速寿命试验和使用寿命预测奠定基础。
关键词：载荷谱；二维载荷谱；温度载荷；温度循环；加速寿命试验；雨流计数法；概率密度；电子产品中图分类号：TJ760.7 文献标志码：A 文章编号：1672-9242(2024)04-0068-14DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2024.04.009Method for Compiling Temperature Cycling Acceleration Load Spectraof Electronic Products in the Field EnvironmentWU Yiqiao1, HAN Jianli1, LIU Xiaodi1, HE Zhenguang2, LI Guanchen3, YU Kaize4(1. Naval Aviation University, Shandong Yantai 264001, China; 2. Unit 91599, Shandong Laiyang 265200, China; 3. Army StaffDepartment of the PLA, Beijing 100000, China; 4. Unit 91423, Shandong Laiyang 265200, China)ABSTRACT: The work aims to compile the temperature load of electronic products with obvious daily fluctuation and seasonal difference in field environment into temperature cycle load spectrum and convert it into the acceleration load spectrum. The load cycle information in the original spectrum was extracted by the four-point rain flow counting method. The extracted cycle in-formation was subject to statistical analysis such as distribution fitting and correlation testing, and a joint probability density function of cycle mean and range value was constructed. Then, the probability density method was used to compile 8 × 8 two-dimensional environmental load spectrum. On the basis of the two-dimensional load spectrum, a temperature cycle load spectrum was simultaneously developed and transformed into an acceleration load spectrum by an acceleration equation for electronic component parameter correction. Through the temperature record in a field operation cycle, a set of reasonable proc-esses and solutions for compiling the temperature cycle load spectrum and converting it into the acceleration load spectrum were provided. This compiling method can utilize the vast majority of effective information from the original environmental spectrum to better reproduce the temperature changes experienced by electronic components during field operations, laying the foundation收稿日期：2024-02-02；修订日期：2024-02-27Received：2024-02-02；Revised：2024-02-27引文格式：吴一乔, 韩建立, 刘晓娣, 等. 电子产品野外环境下温循加速载荷谱编制方法[J]. 装备环境工程, 2024, 21(4): 68-80.WU Yiqiao, HAN Jianli, LIU Xiaodi, et al.Method for Compiling Temperature Cycling Acceleration Load Spectra of Electronic Products in the Field Environment[J]. Equipment Environmental Engineering, 2024, 21(4): 68-80.*通信作者（Corresponding author）第21卷第4期吴一乔，等：电子产品野外环境下温循加速载荷谱编制方法·69·for accelerated life testing and service life prediction of electronic products.KEY WORDS: load spectrum; two-dimensional load spectrum; temperature load; temperature cycle; accelerated life test; rain flow counting method; probability density; electronic products某型装备高度数字化、信息化，其电子化程度高，电子部件在该型装备中占相当大的比重，并且发挥着重要作用。
疲劳仿真算例
疲劳仿真算例是一种用于评估结构或部件在循环载荷下疲劳寿命的计算方法。
以下是一个疲劳仿真算例的简要描述：
假设我们要评估一个金属部件在承受交变载荷下的疲劳寿命。
我们可以使用有限元分析软件来进行疲劳仿真。
1. 模型建立：首先，我们需要建立金属部件的有限元模型，包括其几何形状、材料属性和载荷边界条件。
2. 载荷施加：根据实际工况，我们施加载荷在模型上。
这些载荷可以是力、压力、弯矩等，并根据实际情况设置载荷的循环次数和频率。
3. 疲劳分析：使用疲劳分析模块，我们可以定义疲劳载荷谱，包括不同幅值和频率的载荷循环。
然后，软件会根据材料的疲劳特性和应力应变关系，计算出部件在每个循环下的疲劳损伤。
4. 结果评估：疲劳分析模块会输出疲劳寿命预测结果，通常以循环次数或使用寿命的形式表示。
我们可以查看部件的疲劳寿命云图、疲劳损伤分布以及关键区域的疲劳寿命。
5. 优化设计：根据疲劳仿真结果，我们可以进行优化设计，如修改几何形状、材料选择或加强关键区域，以提高部件的疲劳寿命。
疲劳仿真算例可以帮助工程师在设计阶段评估产品的疲劳寿命，优化结构设计，减少实物试验的成本和时间，并提高产品的可靠性和安全性。
请注意，以上算例仅为简要描述，实际的疲劳仿真可能涉及更复杂的模型、载荷和分析方法，具体取决于具体的应用和要求。
