圖 5-7 S76直升機(jī)的站位識(shí)別示意圖

第 5.3節(jié)直升機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變
5.3.1直升機(jī)結(jié)構(gòu)的基本變形
直升機(jī)結(jié)構(gòu)在各種力的綜合作用下主要承受有 5種基本變形：受拉變形、受壓變形、彎曲變形、受剪變形和扭轉(zhuǎn)變形。
受拉變形：拉伸載荷通常使一個(gè)部件被拉伸而發(fā)生變形，承載件通常稱為拉桿 .受壓變形：壓縮載荷通常使一個(gè)部件受壓縮而發(fā)生變形，當(dāng)一個(gè)部件受壓時(shí)，
它有變彎的趨勢(shì)，最大壓應(yīng)力存在于變彎的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。外側(cè)是拉伸，內(nèi)側(cè)是受壓。薄的構(gòu)件在壓力作用下變彎或皺折，良好的設(shè)計(jì)可使很輕的管能承受很大的載荷。
彎曲變形：一個(gè)載荷以一個(gè)角度作用于一部件上，使它彎曲而發(fā)生變形。這樣的部件通常就是梁，典型的工字梁的壓縮和拉伸載荷由上下冠部來承擔(dān)。中間部分叫做腹板 ,承載剪切載荷。它的厚度通常很薄，因?yàn)楣诓靠梢苑乐顾�變皺�?br /> 受剪變形：剪切是指在力的作用下相鄰層間的滑動(dòng)趨勢(shì)。對(duì)于鉚接或螺栓連接的兩塊板，分別在兩端施加拉伸力，試圖將二者分開，在鉚釘或螺栓上所承受的力就是剪切力。而材料因此產(chǎn)生的變形叫受剪變形。
扭轉(zhuǎn)變形：扭轉(zhuǎn)力是拉伸力與壓力的組合，拉伸力與壓力的方向相對(duì)于外力為 45°，二者之間相互為 90°。材料在扭轉(zhuǎn)力作用下發(fā)生的變形叫扭轉(zhuǎn)變形。

5.3.2疲勞
一疲勞
如果材料中應(yīng)力逐漸增大，最終將導(dǎo)致材料的斷裂。這是材料能承受的極限靜載荷。在大多數(shù)情況這種情況不會(huì)出現(xiàn)在直升機(jī)結(jié)構(gòu)上。假設(shè)極限靜載荷的一部分作用于結(jié)構(gòu)上，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生變形而不會(huì)斷裂。一旦去掉外力，結(jié)構(gòu)又恢復(fù)到它的正常狀態(tài)。這樣的作用循環(huán)可以重復(fù)很多次，而且每次結(jié)構(gòu)都能回到其初始狀態(tài)。目視檢查不會(huì)發(fā)現(xiàn)異常，但這樣的循環(huán)持續(xù)作用一定時(shí)間，材料就會(huì)斷裂。
這種在遠(yuǎn)低于極限載荷的外力循環(huán)作用下而導(dǎo)致斷裂的現(xiàn)象稱為疲勞。疲勞引起材料的微裂紋并使它發(fā)展成裂紋，如沒有發(fā)現(xiàn)的話，將導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。
疲勞損傷有許多形式。周期性疲勞因周期載荷而引起。
1）腐蝕疲勞
——因材料表面腐蝕向內(nèi)發(fā)展而加速疲勞，導(dǎo)致材料強(qiáng)度劣化。

2）磨損疲勞
——小幅度的摩擦運(yùn)動(dòng)引起的。

3）熱疲勞
——因溫度變化引起的材料膨脹和收縮而產(chǎn)生的疲勞。

4）聲疲勞
——聲波振動(dòng)引起的高頻應(yīng)力波動(dòng)而產(chǎn)生的疲勞。二疲勞試驗(yàn)

疲勞試驗(yàn)取材于從直升機(jī)生產(chǎn)線上取下的結(jié)構(gòu)件。使它承擔(dān)在使用中可能遭受的各種應(yīng)力和載荷，對(duì)材料進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)，相當(dāng)于在很短的時(shí)間內(nèi)遭受幾千飛行小時(shí)疲勞載荷作用。
試驗(yàn)中由計(jì)算機(jī)控制，對(duì)材料要施加一定的力以及力的變化頻率。需要向計(jì)算機(jī)輸入直升機(jī)的最大重量、飛行高度、速度、可能的氣動(dòng)和機(jī)動(dòng)載荷等參數(shù)。
試驗(yàn)一段時(shí)間后，檢查結(jié)構(gòu)有無損傷和變壞。對(duì)測試結(jié)果和結(jié)構(gòu)材料數(shù)據(jù)分析，可以預(yù)測直升機(jī)的壽命和直升機(jī)及其部件的疲勞極限。
結(jié)構(gòu)的某些部件可能受到無法預(yù)知原因的疲勞損傷，如在組裝時(shí)的零件損壞或受力或裝配維護(hù)過程中結(jié)構(gòu)的不可見損傷。在執(zhí)行檢查時(shí)，要仔細(xì)檢查裂紋痕跡、容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的地方如螺釘孔、鉚釘、截面突變、切槽、壓痕、尖角等。盡管可能腐蝕已經(jīng)去除，但因腐蝕引起的凹坑處在周期力的作用下仍然可能發(fā)展成裂紋而最終導(dǎo)致疲勞斷裂。
因此安裝不當(dāng)會(huì)降低疲勞壽命。一個(gè)大梁在測試時(shí)發(fā)現(xiàn)低于正常壽命的斷裂，原因是螺栓孔的工具擦傷導(dǎo)致的應(yīng)力集中。螺栓上的毛刺會(huì)造成孔的劃傷，嚴(yán)重的將加速受力部件的疲勞破壞。