典型耳片接头三维Ⅰ型裂纹应力强度因子研究

在二维有限元分析的基础上,得出了典型耳片接头的二维应力强度因子修正系数;进行了典型耳片接头的三维弹塑性接触有限元模型的仿真分析,引入了耳片厚度修正因子,并结合二维应力强度因子修正结果与三维有限元应力强度因子仿真结果对耳片厚度修正因子进行了拟合,得到了典型耳片接头的三维Ⅰ型裂纹应力强度因子表达式。最后,结合相应的剩余强度试验对应力强度因子表达式的准确性进行验证,结果表明,该应力强度因子计算公式准确性较高。

喷射成形7055铝合金耳片接头的应用验证研究

选取了某型机典型主承力构件耳片接头,使用喷射成形7055-T7352铝合金锻件的力学性能,采用Patran/Nastran软件进行有限元分析,分别计算了耳片接头在12种常用工况下的应力,并与当前构件使用的高强铝合金7050-T7451预拉伸板的疲劳寿命进行对比与讨论。结果表明:在这12种工况下的耳片接头,喷射成形7055-T7352铝合金锻件的应用效果比高强铝合金7050-T7451预拉伸板的更好。

基于三维模型耳片接头几何参数敏感性分析

由于耳片接头在结构设计中的通用性和受力状态上的复杂性,需对构成耳片的各个几何参数进行深入分析。为确定耳片接头几何参数对强度的影响,现基于ABAQUS软件建立三维有限元模型。利用控制变量法,分别探讨耳片强度对倾角θ、耳片厚度t、耳片直径D的敏感度。利用有限元方法分别计算轴向和横向载荷作用下,耳片的应力响应结果,通过比较不同参数下Δσ_(max)/Δm的变化情况,确定单一参量变化对耳片强度影响的变化趋势。根据数值分析结果得出:耳片强度对耳片厚度t和耳片直径D的敏感度较高;含倾角θ的斜耳片相较于直耳片,在承受横向载荷时,耳片强度会有明显提升。

耳片接头结构的参数化设计与优化

文章提出了基于Isight软件联合Catia,Abaqus,Fe-Safe仿真的方法,对耳片接头结构进行参数化建模和结构优化设计。通过Catia二次开发对耳片结构进行参数化设计,联合达索有限元分析套件对耳片进行静力分析和疲劳寿命计算,根据计算结果提取待优化参数,使用Isight内置的模拟退火算法对耳片接头结构进行参数优化。经过优化后,耳片接头结构的重量减少32.1%,最大Mises应力提高12.7%。

基于无裂纹直耳片接头接触问题的非线性分析

考虑耳片与螺栓之间配合间隙,采用Patran有限元分析软件,模拟飞机结构中典型直耳片接头的结构特征及载荷特征,对无裂纹直耳片接头进行了非线性接触分析。通过分析,计算了三种不同大小耳片孔边应力集中系数,并与理论经验公式计算得到的耳片孔边应力集中系数相比较,其结果表明,有限元计算方法合理,可为有初始裂纹耳片接头接触分析提供参考。同时,在此基础上讨论了耳片不同几何参数对其应力分布影响,也可为接头耳片的优化设计提供一定的指导。

三维全五向编织耳片接头力学性能试验研究

通过单向静力拉伸试验研究了三维全五向编织复合材料耳片接头的力学性能。试件选用T700-12K碳纤维采用四步法编织预制件,以TDE-85环氧树脂为基体,经树脂传递模塑(RTM)工艺固化成型。对两种几何尺寸、两种孔加工方式(编织预留孔和机械制孔)的三维全五向编织复合材料耳片接头试件的力学性能进行了试验研究。试验结果表明,同尺寸三维全五向编织预留孔接头的承载力是机械制孔接头承载力的6倍;对相同孔径及厚度的耳片,增大耳片宽度能大幅提升耳片承载力,但并不能显著提高其初始破坏载荷。

高强钛合金典型耳片准静态拉伸断裂数值模拟

采用数值模拟与试验相结合的方法,研究了不同结构参数对飞机耳片接头在准静态拉伸中断裂载荷的影响,通过高强钛合金的延性断裂本构模型分别对4种结构形式的耳片接头进行了拉伸断裂模拟。结果表明,直耳片和锥形耳片在轴向拉伸时断裂载荷基本一致,通过优化孔心高度、耳孔外径、耳孔内径和定位块边长可有效增强耳片的断裂载荷。对于呈角度受载的耳片组合件,30°组合件内的直耳片和锥形耳片断裂载荷差距并不明显;60°组合件内的锥形耳片与直耳片相比,其纵向和横向断裂载荷均有明显增幅,这表明耳片接头的结构参数优化对其承载能力的提升至关重要。

飞机平尾升降舵接头耳片承载能力分析与试验

为给飞机平尾升降舵接头耳片极限承载能力试验提供参考依据,指导试验方案设计,采用非线性有限元法,将运动约束和节点力作为边界条件直接施加在产生接触的节点上,将加载棒作为刚体,将耳片作为变形体,运用MSC Patran和MSC Marc分析某飞机平尾升降舵铰链接头耳片在轴向0°,斜向45°和横向90°3个方向的承载能力,并给出对应的极限承载能力和应力分布情况,用于指导试验加载方案和应变片布置.通过接头耳片有限元计算得到的载荷—位移曲线与试验曲线大致吻合,预测出的试件破坏最大应力值和最易破坏部位与试验结果也相符合.

飞机铝梁接头耳片与钢衬套过盈配合对飞机寿命的影响

初步探讨了飞机机翼翼梁接头高强度铝耳片与钢衬套过盈配合在应力腐蚀与干涉连接综合作用下 ,对耳片疲劳寿命的影响及影响程度 ,并提出了结构设计时应遵循的几项原则。

飞机钛合金接头零件耳片槽加工方法研究

在飞机制造过程中,为保证飞机的整体刚性和装配协调性,设计了用于零件间连接或用于实现某些特定功能的带耳片槽接头类零件。该接头类零件结构较为复杂,同时在加工过程中耳片厚度和槽口尺寸精度不易控制,让刀现象严重。针对飞机接头类零件耳片槽加工让刀现象 国内航空制造企业、优秀的机械加工企业做了大量的切削验证。采用立卧转换加工技术保证了飞机接头零件的加工效率,但是没能很好地解决耳片槽让刀现象;对采用常规方法加工接头零件进行了说明,但是主要停留在理论层面上,对生产现场的加工具有一定的指导作用。

拉伸载荷下正交三向机织复合材料接头失效多尺度渐进损伤分析

针对机械打孔三维机织复合材料耳片接头的单轴拉伸破坏性能,采用多尺度分析方法研究孔边纱线破坏过程。结果表明,正交三向(ORT)机织复合材料接头孔边的连续的经纱出现大量的纵向损伤;纬纱单元出现大量横向损伤,损伤沿着孔边45°方向逐渐扩展,纬纱发生剪切失效,最终接头的损伤形式为剪切破坏。数值模拟和试验结果的误差为1.14%,验证了多尺度有限元仿真方法的正确性。孔边细观区域的纱线损伤从孔边扩展到边接头边缘。孔边纱线的分布位置不同,纱线的破坏形式虽不一样,但是不影响破坏的扩展趋势。

基于接触耦合算法的捆绑火箭接头仿真分析

针对捆绑火箭主接头受力特点提出一种耳片构型方案,根据工程算法进行了初步尺寸设计;基于ANSYS有限元非线性接触算法,设置刚性体和柔性体接触,对刚体添加载荷控制点进行非线性分析:通过有限元仿真分析,证明了较原方案耳片方案不仅安全余度较大,而且结构总重量减轻了32%,具有工程应用前景。

断口定量分析技术在损伤容限设计中的应用

前起收放作动筒接头耳片损伤容限试验45 000次疲劳循环后,从预制缺口处第一次检测出裂纹,此时裂纹已接近穿透耳片厚度,未能采集到损伤容限数据。通过外观观察、断口宏微观观察及断口定量分析、金相组织观察、硬度和化学成分检测等手段,对接头耳片进行失效分析,并对检测方案进行改进。结果表明:接头耳片为疲劳开裂,裂纹萌生寿命为11 717循环周次,在裂纹萌生之后的扩展阶段至少4次渗透漏检;建议后期增加涡流无损检测配合渗透检测或选择在线检测,可有效地完成接头耳片的损伤容限试验。

某型飞机接头裂纹故障原因分析

对机身结合框板处65-0429-30-1裂纹接头进行了宏微观形貌观察和能谱分析,并检查了金相组织、阳极化膜和硬度,确定了裂纹性质,分析了裂纹产生的原因,并提出了相关解决措施。