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整体壁板阶梯搭接形式的疲劳断裂力学分析

周伟江  
【摘要】: 整体结构件是一种将传统结构中的骨架元件、连接元件和蒙皮制成一个整体的特殊结构,是近几年来世界飞机结构设计上的一个新的研究方向,它以其独特的优点而被许多国家所接受。在国外,尤其是美国已有将近10年的研究经验,积累了一些整体壁板的疲劳、断裂力学和损伤容限特性的经验,并投入了试用的阶段,走在了世界飞机设计改革的前列。在国内,这方面的研究的起步已经比别人晚了许多。为了适应新型飞机的研制,我国现已经丌展了对整体机身结构断裂力学和损伤容限方法研究的重大课题。 因此,本文在国外文献的基础上,针对整体壁板连接设计中的阶梯搭接形式开展研究。主要描述了阶梯搭接的搭接特点、几何构造以及此类搭接形式的搭接优点。利用大型有限元软件对阶梯搭接区进行有限元模拟,通过对其静力分析给出了此种搭接形式连接件的传载特点。最后结合ANSYS软件求解应力强度因子的功能,通过求解在典型开裂模式下的应力强度因子绘制了结构综合修正因子曲线图,通过对比分析得出了各种因数对综合修正因子的影响程度,为今后整体壁板的研究提供技术储备。 由于现有知识较为薄弱,加之时间有限,文本对整体壁板阶梯搭接形式的研究只是初步的,但对现时国内开展的整体壁板的研究特别是连接设计的研究仍具有指导意义。


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