【原创首发】疲劳寿命预测精度的重要性

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航空发动机的性能、耐久性、安全性和经济性之间始终存在着十分尖锐的矛盾。先进航空发动机的设计必须在性能、耐久性、安全性和经济性之间进行恰当的折中和平衡。而在上述矛盾的平衡中，提高航空发动机零部件寿命预测的精度具有十分重要的作用。
迫于用户对发动机性能要求的不断提高，航空发动机各零部件内的应力水平不断增大，工作温度不断攀升，尽管采用了各种各样的耐高温材料，但各零部件的使用寿命潜力（即耐久性）始终是有限的。同时，由于各种耐高温材料的使用，又使得其价格非常昂贵。因此，在满足性能要求的前提下，为了保证发动机使用中的安全性和经济性，必须准确地预测出其在设计用法（或实际用法）下的可用寿命。如果寿命预测结果偏大，结构在对其采取有效措施（修复或更换）之前提前失效，不但会造成重大的经济损失，更对人的生命安全产生重大威胁；如果寿命预测结果过于保守，则发动机结构的使用寿命潜力得不到充分发挥，势必增大发动机零部件的更换成本，降低其经济性。
而从设计的角度来看，为了保证航空发动机的耐久性和经济性，用户对发动机的设计使用寿命提出了明确且非常严格的要求。在发动机设计中，结构设计人员必须保证其设计的发动机结构在设计用法（或实际用法）下具有用户要求的设计使用寿命（耐久性）。如果寿命预测不准即预测精度不高，设计人员不得不通过增加发动机重量以提高应力储备裕度，从而来保证耐久性要求，但发动机的增重势必降低了发动机的性能；反之，如果寿命预测精度较高，则发动机结构的应力储备裕度可设计得恰如其分，从而会减轻不必要的结构重量，在满足耐久性要求的同时，提高了发动机的总体性能。
因此，从上面的简单分析可见，提高发动机零部件寿命预测精度的重要性体现在两个方面：（1）首先，在设计阶段，准确的寿命预测能够降低结构的应力储备裕度，从而降低发动机重量，最终在保证耐久性的同时，提高发动机的性能；（2）其次，在发动机的使用和维护阶段，寿命预测精度的提高一方面使发动机零部件能够在出现不可恢复的损伤或失效之前及时修复或更换，以保证可靠性和安全性，避免出现大的或灾难性事故，以及由此而产生的重大人身和经济损失；另一方面使各零部件的使用寿命（耐久性）潜力能得到充分利用，从而减少更换成本，提高经济性。