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枕垫应力对飞机搭接件完整性的影响研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2012.6.6
  • 页码:37-42
  • 分类:V215[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术] O346[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]海军航空工程学院飞行器工程系,烟台264001, [2]海军航空工程学院青岛分院,青岛266041
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50675221,51075394).20120223
  • 相关项目:南中国海腐蚀环境与疲劳载荷交替作用下飞机铝合金结构疲劳性能退化规律及跨尺度破坏机理研究
中文摘要:

根据腐蚀产物化学特性和板壳理论,建立搭接件接触面腐蚀厚度与枕垫应力定量关系的数学模型。在此基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc分析枕垫应力对搭接结构完整性的影响。分析时考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦、干涉配合、材料损失、枕垫应力及几何非线性等因素影响。模拟结果表明,搭接件的最大应力点位置随腐蚀水平的增加而变化,腐蚀初期和腐蚀量大于4%时,搭接件应力对枕垫应力比较敏感。随着腐蚀程度的加重,内表面裂尖应力强度因子随之增大,而外表面裂尖应力强度因子随之减小。另外,分析腐蚀对搭接件的影响时,只考虑蒙皮厚度的变化,而不考虑枕垫应力得出的结果是保守和危险的。计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。

英文摘要:

According to chemical characterization of corrosion products and theory of panel, the mathematical model is developed that correlate the amplitude of the pillowing stress of lap joints to the degree of corrosion inside the joint. Based on mathematical model, the three-dimensional(3-D)finite element(FE)model of bolted joint has been developed using the non-linear finite element code MSC Marc. More Issues such as the friction between the joint parts, and pre-stress, and material loss, and pillowing stress et al are taken into account. The results show that corrosion pillowing can significantly increase the stress in lap joint. The stress of lap joint is sensitive to pillowing stress in early corrosion or corrosion level is higher than 4%. The stress intensity factors for the crack edge along the faying surface increased as the pillowing increased while the crack edge along the outer surface decreased. In addition, the analyses show that the locations of maximum stress of lap joint will change with the material loss increasing. Simulating the effect of corrosion on lap joint only by reducing the panel thickness will result in no conservative life estimates if corrosion pillowing is ignored. The simulated results may be serving as reference for damage tolerance design of the similar structures.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603