小钉密排代替大钉疏排的铆接接头疲劳寿命预估与优选设计

连接件钉排布决定了钉载分布,进而决定了连接件的疲劳寿命。优化连接件钉排布,将有效地提高连接件疲劳寿命。损伤力学将结构应力和材料损伤分析结合起来,较为准确地描述应力—损伤的耦合作用以及损伤演化,为工程结构疲劳分析提供有力的依据。以损伤力学为理论基础,以小钉密排代替大钉疏排为连接件钉排布设计原则,结合有限元计算,对连接件钉排布进行优化设计,并预估连接件疲劳寿命。结果表明,小钉密排代替大钉疏排不仅可以有效降低连接件应力水平,显著提高其疲劳寿命,同时也有利于减小连接件质量,实现连接件延寿和减重的双重优化。另一方面,运用损伤力学理论方法结合有限元计算,进行结构疲劳寿命预估,大大减少了试验工作量,为结构抗疲劳设计提供理论指导,大大缩短了连接件结构设计周期,还可用于实际工程结构疲劳损伤的实时监测。

基于连续介质损伤力学的高温微动疲劳寿命预测模型

建立了一种基于连接介质损伤力学(CDM)的高温微动疲劳寿命预测模型用以分析航空发动机榫连接结构在不同温度下的微动疲劳寿命。该模型在现有的基于非线性疲劳损伤累积(NLCD)模型微动疲劳寿命预测模型的基础上,引入温度相关的损伤速率因子以考虑温度对榫连接结构微动疲劳行为的影响。以某型发动机钛合金TC11燕尾榫结构模拟件为研究对象开展不同温度下的微动疲劳寿命数值模拟预测研究,预测结果与试验结果相比在2倍误差范围以内,证明了此寿命预测模型的有效性。