Riveted Lap Joints in Aircraft Fuselage: Design, Analysis and Properties

خستگی بدنه تحت فشار هواپیماهای ترابری مشکل مهمی است که همه سازندگان و کاربران هواپیما به دلایل مرتبط با اطمینان از طول عمر و ایمنی کافی و تدوین روش های بازرسی کافی باید با آن مقابله کنند. همه این جنبه‌ها در پروتکل‌های رسمی مختلف برای ایجاد و حفظ قابلیت پرواز، از جمله ملاحظات تحمل آسیب، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در اکثر هواپیماهای ترابری، خستگی در مفاصل دامان رخ می دهد، که گاهی اوقات منجر به شرایطی می شود که ایمنی را به روش های بحرانی تهدید می کند. مشکل خستگی مفاصل دامان با هدف افزایش طول عمر هواپیما به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

خستگی اتصالات لبه پرچ شده بین ورقه های آلیاژ آلومینیوم، نمونه ای از بدنه هواپیمای تحت فشار، موضوع اصلی کتاب حاضر است. فصول با مصور و ساختار خوب به موضوعاتی مانند: راه حل های طراحی ساختاری و شرایط بارگذاری برای مفاصل پوست بدنه می پردازد. ارتباط نتایج آزمایش آزمایشگاهی برای نمونه‌های اتصال ساده دامان به اتصالات پرچ شده در یک ساختار واقعی. تأثیر متغیرهای مختلف مربوط به تولید و طراحی بر رفتار خستگی مفصل پرچ شده. نتایج تحلیلی و تجربی در مورد انتقال بار در مفاصل لبه ای که به صورت مکانیکی بسته شده اند. تجزیه و تحلیل نظری و تجربی خمش ثانویه و پیامدهای آن برای عملکرد خستگی مفصل پرچ شده. ایجاد هسته و شکل گیری ترک های خستگی در مفاصل لبه طولی پرچ شده. مروری بر تحقیقات تجربی در مورد آسیب چند سایت برای پانل‌های بدنه در مقیاس کامل و نمونه‌های مفصل لبه پرچ شده. رشد ترک خستگی و روش پیش‌بینی عمر خستگی برای مفاصل لب پرچ شده. پیش‌بینی‌های مقاومت باقیمانده برای اتصالات لبه پرچ شده در ساختار بدنه مسائل اصلی هر فصل در آخرین بخش خلاصه شده است.

Fatigue of the pressurized fuselages of transport aircraft is a significant problem all builders and users of aircraft have to cope with for reasons associated with assuring a sufficient lifetime and safety, and formulating adequate inspection procedures. These aspects are all addressed in various formal protocols for creating and maintaining airworthiness, including damage tolerance considerations. In most transport aircraft, fatigue occurs in lap joints, sometimes leading to circumstances that threaten safety in critical ways. The problem of fatigue of lap joints has been considerably enlarged by the goal of extending aircraft lifetimes.

Fatigue of riveted lap joints between aluminium alloy sheets, typical of the pressurized aircraft fuselage, is the major topic of the present book. The richly illustrated and well-structured chapters treat subjects such as: structural design solutions and loading conditions for fuselage skin joints; relevance of laboratory test results for simple lap joint specimens to riveted joints in a real structure; effect of various production and design related variables on the riveted joint fatigue behaviour; analytical and experimental results on load transmission in mechanically fastened lap joints; theoretical and experimental analysis of secondary bending and its implications for riveted joint fatigue performance; nucleation and shape development of fatigue cracks in riveted longitudinal lap joints; overview of experimental investigations into the multi-site damage for full scale fuselage panels and riveted lap joint specimens; fatigue crack growth and fatigue life prediction methodology for riveted lap joints; residual strength predictions for riveted lap joints in a fuselage structure. The major issues of each chapter are recapitulated in the last section.