损伤容限设计：保障结构安全的有效措施

损伤容限设计是按照断裂控制的要求进行设计的，它允许零件和结构在使用寿命中出现裂纹，发生破损，但在下次检修前要保持一定的剩余强度，能继续正常使用，直到下次检修时能够发现，因此必须在结构上采取安全措施，并有一定的检修制度，以确保其安全。也就是说，对结构件必须采取合理的断裂控制。断裂控制主要内容有以下方面：

（1）精心选材 既要考虑静强度又要考虑疲劳特性，要求材料①屈服强度σ_s和强度极限σ_b高。②K_1c高，（K_1c/σ_s）²≈a_c称之为材料的裂纹长度参数。③da/dN小，即要da/dN=c（ΔK）^m式中的c、m小。

（2）结构合理布局 损伤容限设计要求采用破损安全结构，具体的可采用如下方法：

1）多通道载荷结构，当有一结构断裂，完全丧失承载能力时，仍有其他构件来承受此载荷。

2）采取止裂措施：①止裂孔或止裂缝，即在裂纹预期的扩展途径上钻一小孔或设一止裂缝，当裂纹扩展到此处时，或停止扩展或扩展被延缓；②止裂件，即在裂纹扩展途径上设置加强件；③多重受力件，即一个构件由几个元件组成，使裂纹不能从一个元件扩展到另一个上去。(www.xing528.com)

3）采用断裂前自动报警的安全措施，例如压力容器断裂前渗漏等。

（3）制定合理的检验程序 主要指合理的裂纹长度检测和检验周期，主要机件必须容易检测。当要求的a₀小于检测灵敏度时，则要改变材料或降低应力水平。对于单载荷通道设计，则要求有大的a₀，以便易于现场检测发现。要求裂纹扩展周期（裂纹从a₀扩展到a_c的应力循环次数）大于或等于2倍的检修周期，即保证在破损前有两次检修机会。

（4）控制安全工作应力 破损容限设计允许使用的最大应力，即破损安全应力（它小于或等于和a_c相应的应力σ_c）应小于机件的剩余强度。而实际上为了确保安全，整个使用过程中必须控制实际工作应力应小于破损安全应力。

损伤容限设计是生产实际上非常普遍需要和使用的一种方法。