Numerical and experimental fatigue life estimation of airplane emergency door bracket in various mission profiles

Authors

1 Mechanical engineering department, Malek-Ashtar University of Technology, Shahinshahr, Iran

2 Associate Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Malek-Ashtar University of Technology, Shahinshahr, Esfahan, Iran.

3 Faculty of Mechanical Engineering, Malek-Ashtar University of Technology, Shahinshahr, Iran.

Abstract

In this paper, fatigue analysis and life estimation in the bracket of an airplane emergency exit door was investigated. The design and static analysis of door has already been carried out. The critical parts of door structure were selected based on static stress analysis and principal structural elements criteria. The bracket is one of 4 critical parts of door, selected due to those criteria. The stress spectrum on the bracket was obtained from airplane flight profiles and the loads of door existing in the flight envelope. By using the rain flow cycle counting algorithm, the fatigue life of bracket has been calculated. Two codes were developed by using Matlab software. One code was obtained the stress spectrum in a flight block and another code was count the stress cycle based on the rain flow method. The results were shown that bracket was safe at flight envelope. Finally, some fatigue tests has been carried out on the bracket and good agreement was found in the results evaluated numerically and that obtained experimentally.

Keywords

Main Subjects

References

[1] Stephens S, Fatemi S (1980) Metal fatigue in engineering, Second edition. Wiley lnterscience Publication, New York.
[2] DooHan PJ, Jae LC, Cheul CB, Tae CK (2001) Finite element method analysis and life estimation of aircraft structure fatigue/fracture critical location. Korea Aero Ind, Sacheon, South Korea, 055-851-2667.
[3] Sarath S, Issac JC, Girish KE (2013) Analysis of the wingbox with spliced skin and estimation of the fatigue life for the wingbox. Int J Mech Eng Rob Res 2(2): 154-163.
[4] دیناری ح ر، براتی الف، فرخ فال ح، نوحه اصفهانی ع ر (1392) تحلیل ساندویچ پنل یک سازه خاص به روش های عددی و تجربی. سیزدهمین کنفرانس انجمن هوافضای ایران، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
[5] Leski A, Klimaszewski S, Kurdelski M (2008)  Optimization of fatigue life of the PZL-130 orlik’s structure, Int Conf Eng Opt,  Rio de Janeiro, Brazil.
[6] طاهریان الف ح، براتی الف (1396) ارائه یک رابطه جدید جهت معادل سازی بارگذاری طیفی به یک بارگذاری با دامنه ثابت مناسب جهت انجام تست خستگی. مجله مکانیک مدرس 38-31 :(11)17.
[7] رجایی الف ح، جلالی ع (1396) بررسی تأثیر پارامترهای موثر بر عمر خستگی اتصال جوش بازوی گیربکس لوکوموتیو به بدنه بوژی با استفاده از مدل المان محدود صحه گذاری شده با نتایج تجربی. مجله مکانیک سازه­ها و شاره­ها 43-27 :(2)7. 
[8] Zhu ZH, Laosa M, Ma J (2009) Fatigue life estimation of helicopter landing probe based on dynamic simulation. J Aircraft 46(5): 1533-1543.
[9] Baranieski R, Kaniewska M (2010) Fatigue life estimation of structural element of Mi-24 helicopter. Fatigue Aircraft Struct 1(2): 79-86.
[10]  Ravikumar PKR, Basavaraddi SR (2013) Design and Anslysis of main landing gear structure of a transport aircraft and fatigue life estimation for the critical lug. Int J Mech Product Eng 1(3): 22-26.
[11] مهدی زاده الف ح، مشایخی م، کدخدایی م (1395) تخمین عمر خستگی پرچرخه با رهیافت مدل آسیب شابوش ـ لمتر. مجله روش­های عددی در مهندسی 41-27 :(1)35.
[12] قاسمی الف، بابایی س، منصوری ح (1396) روش عددی برای پیش بینی عمر خستگی تحت بارگذاری­های نامتناسب. مجله مکانیک مدرس 242-232 :(5)17.
[13] شاهانی الف ر، شاکری الف، معیری کاشانی ح (1393) تخمین عمر خستگی پیچ­های فنلجی اتصالی در یک پوسته استوانه­ای تقویت شده. مجله مکانیک مدرس 208-201 :(13)14.
[14] قاجار ر، قریشی م ن (1393) تحلیل تنش، کرنش و تخمین عمر خستگی سکوی حفاری نیمه شناور امیرکبیر به روش تنش نقطه حاد در شرایط محیطی دریای خزر. مجله مکانیک مدرس 351-345 :(15)14.
[15] Claudio SH, Abilio MP, Rui C (2019) Efficiet computational approach for fatigue assessment of riveted connections, J Const Steel Res 153: 1-18.
[16] Niu MY (2006) Airframe structural design. Adaso/Adastra Eng Cen. 2nd ed. New York.
[17] Advisory Circular 25.571-1D (2011) Damage tolerance and fatigue evaluation of structure. Federal Aviation Administration.
[18] AGARD-LS-118, (1981) Fatigue test methodology. Mcgraw Hill, London.
Journal of Solid and Fluid Mechanics
Volume 8, Issue 4
January 2019
Pages 143-152

Files

Share

How to cite

Statistics