單搭接件力學性能研究.pdf

1、對于飛機裝配來說，搭接接頭是關鍵部位，大約有85％的破壞都發(fā)生在鉚接和螺栓連接等機械連接部位。在搭接接頭的多排鉚釘結構中，每個鉚釘?shù)某休d比例存在差異，從干涉量的角度對單搭接件釘傳載荷均化問題進行系統(tǒng)研究，在均化釘傳載荷的基礎上，使通過干涉量優(yōu)化搭接件危險區(qū)域應力和提高搭接件承載能力成為可能。
　　針對搭接件力學性能優(yōu)化問題，本文進行了如下研究工作。首先，分析了鉚接過程，對鉚接后孔周殘余應力簡化計算公式進行了研究，為之后仿真結果提供

2、對比，進一步研究了內(nèi)外側(cè)板件不同的孔擴張量對搭接件變形的影響。其次，分析了載荷從一個板件通過鉚釘傳遞給另一個板件的過程中，存在的傳遞方式和力的類型。借助鉚釘柔度的概念理論研究了多釘搭接件承載時的各釘承載比例，在此基礎上預測了搭接件受拉伸載荷時的危險區(qū)域。接著，設計了三個不同的優(yōu)化方案:1）不同的下壓量;2）相同的釘孔直徑，不同的鉚釘直徑;3）相同的鉚釘直徑，不同的釘孔直徑;通過ABAQUS建立搭接件模型，進行三個方案的鉚接和拉伸過程仿真

3、。最后，對不同下壓量組進行了搭接件力學性能試驗驗證。
　　本文的主要研究成果包括:
　　(1)通過建立搭接件的有限元模型，對不同釘載均化設計方案進行了鉚接和拉伸過程的有限元仿真。開展了不同下壓量和配合間隙的鉚接仿真結果分析，并總結了孔周殘余應力分布隨不同參數(shù)變化的規(guī)律。對不同下壓量和配合間隙的拉伸仿真結果進行釘傳載荷比例和應力分布分析，對比了不同優(yōu)化方案的優(yōu)劣。
　　(2)不同下壓量的組合進行了力學性能試驗，在危險點和

4、關鍵截面上貼應變進行實時應變監(jiān)測。對采集的數(shù)據(jù)結果進行危險點應力應變情況和關鍵截面?zhèn)髁厔莘治觯治鼋Y果驗證了仿真模型的正確與有效。
　　(3)仿真和試驗都證實了:首先對于鉚釘而言，通過合理控制三個鉚釘?shù)南聣毫?，能夠?qū)崿F(xiàn)單搭接件在受拉伸載荷時鉚釘均勻的受載，有利于減小兩端鉚釘?shù)淖畲髴Γ岣叽罱蛹T釘?shù)某休d能力。其次對于板件而言，通過合理控制三個鉚釘?shù)南聣毫?，可以減小搭接件的內(nèi)外側(cè)板受拉伸載荷時危險區(qū)域的最大應力，最大程度地使搭接