(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111667289.9 (22)申请日 2021.12.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114218685 A (43)申请公布日 2022.03.22 (73)专利权人 中国航空工业 集团公司西安飞机 设计研究所 地址 710089 陕西省西安市阎良区人民东 路1号 (72)发明人 朱亮　宁宇　雷晓欣　张彦军　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 刘传准 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01)G06F 111/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 10934 4553 A,2019.02.15 陈先民等.含 多相似疲劳细节结构的细节疲 劳额定值的估算模型. 《机 械设计》 .2014,(第12 期), 董彦民等.军用飞机结构耐久性设计的细节 疲劳额定值方法. 《航空学报》 .2010,(第12期), 胡杰鑫等.复杂结构件疲劳可靠性模型与评 估技术研究. 《西安交通大 学学报》 .2018,(第07 期), 审查员 李祖布 (54)发明名称 一种疲劳失效模式与健康关键指标关系模 型建立方法 (57)摘要 本发明属于航空结构设计领域， 具体涉及一 种疲劳失效模式与飞机结构健康关键指标关系 构建方法； 本申请步骤包括： 步骤S1： 将飞机机翼 结构分为第一层级、 第二层级与第三层级， 第一 层级包括机翼结构的主要关键件； 第二层级包括 机翼关键件的结构件； 第三层 级包括各关键件的 结构件的细节部位； 步骤S2： 根据飞机机翼结构 受载特点、 层 级关系， 获取机翼结构的传力路线， 将飞机机翼分为多个结构类别； 步骤S3： 根据机 翼结构的传力路线， 建立机翼结构的每个层级间 的串并联关系； 步骤S4： 计算第三层级的疲劳可 靠性寿命； 步骤S5： 基于所述结构类别以及串并 联关系确定机翼结构整体的疲劳可靠性寿命， 本 申请解决以往无法评估飞机结构的健康状态的 问题。 权利要求书1页 说明书9页 附图4页 CN 114218685 B 2022.09.20 CN 114218685 B 1.一种疲劳失效模式与健康关键指标关系模型建立方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 将飞机机翼结构分为第一层级、 第二层级与第三层级， 第 一层级包括机翼结构 的主要关键件； 第二层级包括机翼关键件的结构件； 第三层级包括各关键件的结构件的细 节部位； 步骤S2： 根据飞机机翼结构受载特点、 层级关系， 获取机翼结构的传力路线， 将飞机机 翼分为多个结构类别； 步骤S3： 根据机翼结构的传力路线， 建立机翼结构的每 个层级间的串并联关系； 步骤S4： 计算第三层级的疲劳可靠性寿命； 步骤S5： 基于所述结构类别以及串并联关系确定 机翼结构整体的疲劳可靠性寿命； 所述结构类别包括： 单传力结构； 独立多传力结构； 非独立多传力结构； 步骤S4所述的计算第三层级的疲劳可靠性寿命， 所述计算的方法包括： 基于DFR疲劳分 析方法， 威布尔分布的寿命分布， 按照Minner线性损伤累计对细节疲劳可靠性寿命进行计 算； 所述串并联关系的建立原则为单传力结构对应独立的串联结构； 独立多传力结构对应 独立的并联 结构； 非独立多传力结构对应部分相关串并联 结构； 步骤S3所述的根据机翼结构的传力路线， 建立机翼结构的每个层级间的串并联关系， 其具体为： 根据机翼结构的传力路线， 建立机翼结构的每 个层级间的串并联关系和FTA树； 步骤S5所述的基于所述结构类别以及串并联关系确定机翼结构整体的疲劳可靠性寿 命， 具体为： 基于所述结构类别、 FTA树以及串并联关系确定机翼结构整体的疲劳可靠性寿 命。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114218685 B 2一种疲劳失效 模式与健康关键指标关系模型建立方 法 技术领域 [0001]本发明属于航空结构设计领域， 具体涉及 一种疲劳失效模式与飞机结构健康关键 指标关系构建方法。 背景技术 [0002]飞机结构是用于抵抗、 承受或传递力或运动的， 具有刚度和力学稳定性的金属或 非金属机体部件、 构件、 元件或零件， 包括机身、 机翼、 尾翼、 起落架、 操纵系统的机械/结构 元件等。 飞机结构健康状态是指飞机结构在规定的载荷、 环境下能够完成军民事任务的能 力状态。 [0003]疲劳失效是飞机结构的主要失效模式。 飞机结构健康关键指标是指从不 同维度， 描述飞机结构健康状态， 且能够反 映其衰减状态的指标， 飞机结构的疲劳寿命可靠性指标 是飞机结构健康关键指标之一。 以往对疲劳失效模式下 的寿命可靠性进行分析时， 仅针对 飞机结构的细节部位进行分析， 给出细节寿命可靠性结论， 无法获取疲劳失效模式下飞机 整体结构的疲劳可靠性指标， 进 而无法评估飞机结构的健康状态。 [0004]飞机结构是由彼此相互关联的零部件、 子系统组成。 飞机全机结构或大部件的疲 劳可靠性不仅与组成该结构各单元的疲劳可靠性有关， 而且与组成该系统各单元间的组合 方式有关。 本发明基于结构传力 路径分析确定了飞机结构的层级划分和串并联关系， 给出 了飞机结构系统的疲劳可靠性模型， 以细节疲劳可靠性分析结果为基础， 结合建立的飞机 结构层级关系， 计算出飞机结构系统的疲劳可靠性指标， 基于此构建了疲劳失效模式与健 康关键指标的关系模型。 发明内容 [0005]为了解决上述问题， 本申请提供了一种疲劳失效模式与健康关键指标关系模型建 立方法， 包括： [0006]步骤S1： 将飞机机翼结构分为第一层级、 第二层级与第三层级， 第一层级包括机翼 结构的主要关键件； 第二层级包括机翼关键件的结构件； 第三层级包括各关键件的结构件 的细节部位； [0007]步骤S2： 根据飞机机翼结构受载特点、 层级关系， 获取机翼结构的传力路线， 将飞 机机翼分为多个结构类别； [0008]步骤S3： 根据机翼结构的传力路线， 建立机翼结构的每 个层级间的串并联关系； [0009]步骤S4： 计算第三层级的疲劳可靠性寿命； [0010]步骤S5： 基于所述结构类别以及串并联关系确定机翼结构整体的疲劳可靠性寿 命。 [0011]优选的是， 所述结构类别包括： 单传力结构； 独立多传力结构； 非独立多传力结构。 [0012]优选的是， 步骤S4所述的计算第三层级的疲劳可靠性寿命， 所述计算的方法包括： 基于DFR疲劳分析方法， 威布尔分布的寿命分布， 按照Minner线性损伤累计对细节 疲劳可靠说　明　书 1/9 页 3 CN 114218685 B 3