Effect of cold-working on corrosion induced damage in lug joints

Lug joints are preferred joineries for transferring heavy loads to parent components in aerospace vehicles.They experience corrosion due to environmental conditions,improper surface finishes and rubbing displacement between the pin and lug-hole.This causes damage of different sizes and shapes near the lug-hole.Stiffness degradation due to corrosion-induced damage is modelled as a through-pit at one of the identified critical locations through stress analysis.The effect of this pit on fatigue crack initiation life is estimated.Lug-hole is pre-stressed by cold-working and the benefits of inducing plastic wake on the intended performance of the lug joint during the damages due to corrosion are brought out and compared with non-cold-worked lug-hole.Numerical analysis is performed on this lug joint with pressfit.The results obtained highlight the benefits of cold-working and the methodology can be extended to damage growth and analyse the effect of surface treatments for better structural integrity of components of aerospace vehicles.

飞机典型接头破坏试验与有限元分析

为对某型飞机副翼典型耳片接头进行强度校核,采用Johnson-Cook塑性本构模型开展有限元非线性破坏分析,计算接头破坏载荷及其破坏模式,并与试验结果进行对比验证。分析结果与试验结果相对误差在5%以内,破坏模式与试验完全一致,验证方法的准确性与有效性。

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。

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。

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。

一种叉耳连接结构的刚度和强度分析

叉耳连接结构是一种广泛应用于导弹尾翼连接的结构形式。主要针对某次尾翼静力试验中该类结构在刚度和强度方面出现的问题,建立了等效简化有限元模型,系统分析了螺栓布局、被连接件刚度匹配、螺栓/螺栓孔间隙以及螺栓预紧力对叉耳连接刚度、承载能力的影响。最后,根据分析结果,结合产品工艺性,对原叉耳结构进行了改进,并通过仿真验证了结果的正确性。

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。

机翼机身接头耳片接触分析

机翼-机身连接接头是飞机的重要部分,在飞机设计时,必须对其进行强度校核。文章针对某型机翼-机身接头,利用有限元软件进行接触分析。分析结果表明,螺栓所受最大等效应力为1610MPa,耳片所受最大应力产生在耳片内侧孔壁,最大等效应力为2140MPa,超过材料的弹性极限,材料进入塑性区。实验结果与分析结果误差在30%以内,为工程的认可范围,而且接头各部件的应力分布与理论分析相符。文中采用的方法可为机翼-机身连接接头结构及材料在设计中的应用提供理论依据,并为设计的改进提供关键数据。

飞机钛合金接头零件耳片槽加工方法研究

飞机钛合金接头类零件耳片槽加工一直困扰着航空制造企业。针对飞机钛合金接头零件耳片槽加工难点,深入分析导致耳片槽加工质量差的原因,并对钛合金接头零件耳片槽加工进行了多种加工验证,提出一种去应力式耳片槽常规加工方法,并设计一套用于接头零件加工的铣削装置,在实现钛合金耳片槽快速加工的同时,有效保障了接头零件耳片面表面质量,消除了接头零件耳片收口现象。

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。

绝缘接头有限元受力分析

为了研究绝缘接头各个组件的受力情况与适合的水压+弯曲试验方法,采用有限元方法,对绝缘接头进行受力分析验证,结果表明绝缘接头的易损坏部位出现在短节与凸缘法兰的连接处。并采用有限元分析的方法对单向受力与双向受力两种试验方法的受力情况进行分析。结果表明:避免接头损坏,在水压+弯曲试验时,采取保护措施的情况下,可以采用单向受力方法。其他工况下,推荐采用同时施加双力的方法。

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。

内置膨胀节的浮头式换热器凸缘和压盖的设计

设计单管程浮头式换热器时，为避免较大的温差应力，在壳程设计压力较大的状况下，常采用内置膨胀节的形式。讨论了该种浮头式换热器凸缘和压盖的设计方法，生产实践表明，文中提出的方法可行。

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。

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%。

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。