损伤容限(damage tolerance)是一种较新的结构设计理论。该理论假设,任何结构材料内部都有来自加工及使用过程的缺陷,而设计者的任务是利用各种损伤理论(如断裂力学)以及给定的外载荷,确定这些缺陷的扩展速度以及结构的剩余强度。
对于经受变化载荷的结构,如飞机、
轮船、车辆等,损伤容限设计要结合无损探伤技术和疲劳理论,提供结构的检验期限,以保证结构中存在的裂纹在该期限内不会扩展为临界裂纹。
由于微缺陷是无处不在的,而结构的疲劳破坏往往是从微缺陷开始的,因此,对于飞行器的强度安全性分析已经逐步由静、动、疲劳强度转移到损伤容限分析。这也是
美国航空航天局、
美国联邦航空局等机构对于飞行器强度认证的主要考评内容。
对于以疲劳破坏为主的其它设备,如动力机械、
运载工具、石油化工管道和高压容器、海洋平台等,损伤容限分析方法同样适用。这是提高这类产品可靠性的重要手段之一。
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所采用的方法,主要是断裂力学分析方法;即通过分析缺陷存在情况下的
应力强度因子等参数随着疲劳载荷的变化过程,确保这些参数在有效寿命期或者检修周期内不大于临界值(断裂韧度)。