航空連接結(jié)構(gòu)的三維應(yīng)力集中與裂紋分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、耳片作為航空工程中廣泛使用的重要連接結(jié)構(gòu),應(yīng)力集中以及斷裂疲勞性能對航空結(jié)構(gòu)的安全性及壽命至關(guān)重要。當(dāng)前廣泛使用的疲勞斷裂理論往往是基于二維理論建立的,實際使用的構(gòu)件具有明顯的三維效應(yīng),因此研究耳片結(jié)構(gòu)的三維應(yīng)力集中因子以及裂紋尖端三維應(yīng)力強(qiáng)度因子具有重要的工程意義。本文采用商用有限元軟件接觸算法模擬銷釘和耳片之間的作用,對耳片孔三維應(yīng)力集中問題、含有穿透直裂紋耳片的裂紋尖端三維應(yīng)力強(qiáng)度因子以及復(fù)合材料耳片層裂破壞進(jìn)行了研究,取得以下結(jié)

2、論:
   1.當(dāng)r/R≥0.98時,r/R的變化對平面應(yīng)力集中因子影響很大,當(dāng)r/R 從0.98增加到1時,平面應(yīng)力集中因子增加了大概30%。同時我們得到了最大應(yīng)力集中因子的經(jīng)驗公式,這將有助于工程中耳片的強(qiáng)度和疲勞設(shè)計。其他參數(shù)如耳片與銷釘?shù)臈钍夏A勘纫约凹虞d水平對應(yīng)力集中因子也有影響,因此在實際的工程設(shè)計過程中,必須考慮這些因素。對于應(yīng)力集中因子以及接觸壓力,當(dāng)B/R<2時,三維效應(yīng)并不明顯;當(dāng)B/R≥2時,三維效應(yīng)表現(xiàn)的

3、非常明顯。
   2.本文基于復(fù)合材料層合板層裂判斷準(zhǔn)則,應(yīng)用有限元商用軟件ANSYS 命令語言APDL對復(fù)合材料層裂破壞形式進(jìn)行了有限元模擬,當(dāng)載荷增加到一定時,復(fù)合材料層裂縫迅速擴(kuò)展,同時伴有一定數(shù)量新層裂縫的產(chǎn)生。
   3.對于含直裂紋耳片,I型裂紋強(qiáng)度因子KI具有明顯的三維效應(yīng),當(dāng)厚度小時,沿厚度方向上,KI的變化很小,但是隨著厚度的增加,KI在厚度方向上的變化增加了。隨著裂紋長度的增加,對于同一厚度的耳片,其

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