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《西北工业大学》 2007年
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飞机连接接头的细节应力分析与优化设计研究

杨海波  
【摘要】:飞机结构中由于设计需要以及制造工艺限制等因素,不可避免的要使用连接接头来实现不同构件间的连接以及载荷的传递和分配。然而,接头的紧固件孔边是结构应力集中最严重的地方之一,而应力集中又是导致结构强度降低和疲劳破坏的重要原因。正确分析接头的整体受力特性以及孔边应力分布特征,是设计减小其应力集中的基础与关键。 由于孔边的受力属于接触问题,使得该区域的力学特性表现出非线性特征,从而使接头部位的孔边细节应力分析变得非常复杂。本文应用子模型技术,通过对接头结构接触模型进行细致的有限元网格划分,获得了精细的孔边应力分布数值结果。 实际中的飞机连接接头往往是由多排标准的连接件实现连接的。本文对典型的多排沉头螺钉接头建立了三维有限元接触分析模型,对螺钉的钉载分布在截面等厚度和变厚度、无预紧力和加预紧力多种情况下进行了数值计算分析,给出了诸多实用化钉载分布规律。 论文还应用子模型法对某无人机机翼前后段连接接头的截面构形进行了优化,使各列铆钉上的钉载趋于均匀,为降低紧固件孔边应力集中奠定了设计分析基础。在此基础上,采用子模型接触分析技术,对孔边应力分布进行了精细的有限元数值分析,获得了孔边应力集中及其应力分布的详细计算结果。通过本文的设计分析,达到了减轻结构重量以及降低连接接头各钉孔边应力集中的双重工作目标,得到了若干具有工程意义的结论。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:V229

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