金属和复合材料多钉连接钉载分配研究 被引量：30

1

作者 刘兴科 李亚智 +1 位作者 刘向东 舒怀 《航空工程进展》 2011年第2期193-198,共6页

本文针对金属-复合材料多钉连接件的载荷分布进行试验研究和数值分析。首先,通过应变电测法测量了一列三螺栓双剪连接件的钉载分配比例,揭示出该比例随载荷变化的现象和特征。然后,建立了考虑多面接触的三维实体有限元模型,在计算分析... 本文针对金属-复合材料多钉连接件的载荷分布进行试验研究和数值分析。首先,通过应变电测法测量了一列三螺栓双剪连接件的钉载分配比例,揭示出该比例随载荷变化的现象和特征。然后,建立了考虑多面接触的三维实体有限元模型,在计算分析中考察钉-孔间隙分布、预紧力和摩擦对钉载分配的影响规律。计算结果表明:初始间隙是影响钉载分配比例的最重要的因素之一;通过改变初始间隙分布可以对试验中钉载分布的变化规律得出合理的解释;摩擦和预紧力对钉载分配比例的影响较小。 展开更多

关键词 金属 复合材料 多钉连接件 钉载分配

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复合材料层板钉群连接载荷分配计算方法研究 被引量：13

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作者 赵美英 阎国良 +1 位作者 顾亦磊 万小朋 《航空计算技术》 2006年第3期97-101,共5页

采用有限元方法对复合材料层板钉群机械连接载荷分配进行了研究,考虑钉弹性与层板厚度的影响,文中针对两种计算钉群载荷分配的工程化计算模型进行了对比分析,指出本文所采用模型的合理性,并以单排三钉为例通过计算结果与试验结果对比,... 采用有限元方法对复合材料层板钉群机械连接载荷分配进行了研究,考虑钉弹性与层板厚度的影响,文中针对两种计算钉群载荷分配的工程化计算模型进行了对比分析,指出本文所采用模型的合理性,并以单排三钉为例通过计算结果与试验结果对比,证明本文所提出的计算模型有效,且计算精度高,使用方便。本文研究了搭接形式以及钉间距对钉载荷分配的影响,并对航空结构中常见的几种规则与非规则排列钉群连接载荷分配进行了分析计算与研究,得出的结论为复合材料层板多钉连接设计提供了有用的工程参考价值。 展开更多

关键词 复合材料 钉群 机械连接 载荷分配

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螺纹载荷分布计算方法研究及有限元分析 被引量：12

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作者 颜庭梁 李家春 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第5期471-477,共7页

针对国内现有的螺纹设计没有系统的理论,提出了螺纹展开法的理论分析方法。介绍了现有的螺纹载荷分布研究方法,采用螺纹展开法进行了分析,推导出了沿螺纹啮合线方向的载荷比例公式,分别讨论了螺栓参数对螺纹承载比例的影响。通过ANSYS W... 针对国内现有的螺纹设计没有系统的理论,提出了螺纹展开法的理论分析方法。介绍了现有的螺纹载荷分布研究方法,采用螺纹展开法进行了分析,推导出了沿螺纹啮合线方向的载荷比例公式,分别讨论了螺栓参数对螺纹承载比例的影响。通过ANSYS Workbench静力学模块,对螺栓拧紧时螺纹副应力分布情况进行了有限元分析,通过SOPWITH和YAMAMOTO两种分析法,验证了螺母轴向力之比分布;将螺纹牙承载比例分布分析结果与螺纹展开理论分析法结果进行了验证对比,并用螺母变形量试验验证了螺母展开法的可靠性;通过三维有限元分析法,系统地考察了螺纹牙弹性模量比E_s/E_b、螺距P、螺纹副摩擦系数μ、内外螺纹牙型对螺母载荷分布的影响规律。研究结果表明:螺栓参数E_s/E_b、P/D、牙型是影响承载分布的主要参数,选用外螺纹应选用弹性模量较大的材料;内螺纹应选用弹性模量较小的材料,可减小螺纹载荷分布不均的问题。 展开更多

关键词 螺纹紧固件 载荷分布 ANSYS WORKBENCH 有限元分析

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复合材料层合板多钉连接的紧固件连接柔度 被引量：8

4

作者 侯赤 万小朋 +1 位作者 黄河源 倪凯强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期122-133,共12页

复合材料层合板多钉连接结构中螺栓紧固件连接柔度随钉排数增加而变化。为了阐明多钉连接紧固件连接柔度与单钉连接紧固件连接柔度的差异并建立多钉连接紧固件连接柔度的计算方法,进行了ZT7H/5429复合材料层合板螺栓连接结构拉伸试验和... 复合材料层合板多钉连接结构中螺栓紧固件连接柔度随钉排数增加而变化。为了阐明多钉连接紧固件连接柔度与单钉连接紧固件连接柔度的差异并建立多钉连接紧固件连接柔度的计算方法,进行了ZT7H/5429复合材料层合板螺栓连接结构拉伸试验和紧固件连接柔度解析求解;研究了旁路载荷对紧固件连接柔度的影响规律并提出了旁路载荷伴随下紧固件连接柔度的计算公式;针对紧固件连接柔度取值与分析模型的相关性,构建了描述钉间层合板柔度偏差的模型适应函数并提出了面向分析模型的紧固件连接柔度修正公式;对1列5钉连接结构进行了钉载计算。结论表明:采用所建立的修正公式对紧固件连接柔度修正后,使得梁-壳有限元模型的钉钉载最大计算误差由16%减小至3%,钉载峰值的计算误差由11%减小至2%,实现了准确且快速的钉载计算,尤其适合大规模复合材料层合板结构钉群连接区的工程应用。 展开更多

关键词 复合材料结构 螺栓连接 紧固件连接柔度 配合间隙 钉载分配

原文传递

考虑钉头传载的阶梯搭接钉载分配特性 被引量：4

5

作者 李斌斌 徐宗真 +2 位作者 李鹏 赵一昭 刘马宝 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期138-148,共11页

确定钉载分配比例是机械连接强度分析的基础和关键,也是研究孔周应力分布的前提。以某型飞机铝合金阶梯形搭接板螺栓群连接结构为研究对象,利用应变电测法初步测量了各排螺栓的钉载分配比例。随后通过ABAQUS有限元三维实体建模,考虑钉... 确定钉载分配比例是机械连接强度分析的基础和关键,也是研究孔周应力分布的前提。以某型飞机铝合金阶梯形搭接板螺栓群连接结构为研究对象,利用应变电测法初步测量了各排螺栓的钉载分配比例。随后通过ABAQUS有限元三维实体建模,考虑钉头传载及接触摩擦、螺栓预紧、材料非线性、防弯夹具等因素,对螺栓群的钉载分配行为进行了模拟。计算发现:阶梯形搭接板多钉连接的钉载分配比例呈两端大中间小的规律,且台阶高度是影响钉载分配比例的重要因素。在此基础上,进一步研究了台阶高度对钉载分配均匀性的影响。分析结果表明:阶梯形搭接板多钉连接处于弹性范围以内时,随着台阶高度的增加,钉载分配趋于均匀;结构产生塑性变形后,随着台阶高度的增加,钉载分配先趋于均匀后随之变差。最后,基于钉载分配与孔边最大应力,对阶梯搭接多钉连接的几何构型进行了优化。优化后阶梯搭接的钉载分配比例极差不超过1.1%,最危险部位的孔边最大应力及螺栓最大剪切应力分别减小了约4.4%与10.2%。 展开更多

关键词 阶梯搭接 多钉连接 钉载分配 有限元分析 钉头

原文传递

T800碳纤维复合材料多钉连接层压板钉载分布及有限元计算 被引量：4

6

作者 张明星 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期28-32,共5页

通过对T800碳纤维预浸料复合材料层压板多钉连接试验件进行轴向拉伸测试,测得了整个试验件的载荷-位移曲线和每一个钉孔附近的应变-载荷曲线。试验结果表明,首末两排钉承担载荷最大,中间排钉载荷最小;试件的破坏都是发生在第一排钉附近... 通过对T800碳纤维预浸料复合材料层压板多钉连接试验件进行轴向拉伸测试,测得了整个试验件的载荷-位移曲线和每一个钉孔附近的应变-载荷曲线。试验结果表明,首末两排钉承担载荷最大,中间排钉载荷最小;试件的破坏都是发生在第一排钉附近;破坏模式主要为钉孔挤压和层压板拉伸破坏;建立了相应的有限元模型,模拟结果和试验结果的一致说明了有限元模型的合理性。 展开更多

关键词 多钉连接 钉载分布 应变 破坏模式 有限元分析

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层合板多钉连接载荷分配均匀化方法 被引量：3

7

作者 黄豪杰 张博平 《航空计算技术》 2006年第6期33-35,共3页

采用三维有限元方法,对不同钉孔配合下复合材料与金属铝板多钉双搭接的载荷分配进行计算,结果表明,通过在大载荷孔上采取间隙配合及小载荷孔上施加干涉配合的方法可显著影响多钉连接载荷分配,使得各钉载荷趋于均匀。

关键词 层合板 多钉连接 载荷分配均匀化 干涉配合 间隙配合

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复合材料层合板与铝合金板不规则连接钉载分配分析

8

作者 张冠彪 《江苏科技信息》 2015年第30期52-53,68,共3页

飞机结构中复合材料层合板与金属板连接不可避免,由于尺寸、空间、重量等因素的影响,连接部位会出现不规则连接,而在以往研究中主要针对复合材料规则连接结构进行分析,不规则连接结构的钉载分配情况不明确,不利于进行复合材料结构设计... 飞机结构中复合材料层合板与金属板连接不可避免,由于尺寸、空间、重量等因素的影响,连接部位会出现不规则连接,而在以往研究中主要针对复合材料规则连接结构进行分析,不规则连接结构的钉载分配情况不明确,不利于进行复合材料结构设计和强度分析。文章基于二维有限元分析方法,利用有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN对复合材料层合板与铝合金板不规则连接结构进行分析,考虑螺栓的直径、材料以及连接板的属性,利用Fastener单元模拟螺栓,计算得到各螺栓载荷分配情况。结果表明该连接结构螺栓载荷分配不均匀,螺栓承受最大载荷超过螺栓承载平均值的30.7%,同时说明螺栓间距对载荷分布有影响。 展开更多

关键词 复合材料连接 钉载分配 数值分析 fastener

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紧固件载荷分布计算方法及结构疲劳寿命预测

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作者 邓强 赵维涛 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期147-151,182,共6页

采用非三维有限元模型求解紧固件载荷分布,相比三维有限元模型建模简单,具有较高的计算效率;计算出的载荷分布与试验数据吻合较好,表明所建立的非三维有限元模型具有较好的计算精度。基于所建立的紧固件非三维有限元模型,通过应力严重... 采用非三维有限元模型求解紧固件载荷分布,相比三维有限元模型建模简单,具有较高的计算效率;计算出的载荷分布与试验数据吻合较好,表明所建立的非三维有限元模型具有较好的计算精度。基于所建立的紧固件非三维有限元模型,通过应力严重系数法对机翼下表面结构中的连接件进行疲劳寿命预测。计算结果表明:疲劳寿命的预测精度有所提高;紧固件剪切刚度直接影响结构疲劳寿命,在工程实际中使用半经验公式确定剪切刚度需谨慎。 展开更多

关键词 紧固件 载荷分布 有限元 疲劳寿命 应力严重系数

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多钉连接钉载分配特性研究方法 被引量：18

10

作者 刘向东 李亚智 +1 位作者 舒怀 刘兴科 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期210-217,共8页

利用金属-复合材料层合板紧固件多钉连接件开展拉伸载荷下钉载分配特性的试验和有限元分析研究。试验件为一列三钉单搭接和双搭接连接件。通过应变电测技术获得连接件典型截面应变分布,再间接估算钉载分配比例。建立了试验件二维、三维... 利用金属-复合材料层合板紧固件多钉连接件开展拉伸载荷下钉载分配特性的试验和有限元分析研究。试验件为一列三钉单搭接和双搭接连接件。通过应变电测技术获得连接件典型截面应变分布,再间接估算钉载分配比例。建立了试验件二维、三维有限元模型,并计算获得应变和钉载分配结果。对比发现,应变的计算值与实测值吻合,但钉载分配的计算结果与实测结果存在较大偏差。分析表明:基于表面应变测量估计钉载分配的方法不能反映连接件的附加弯矩对多钉钉载分配比例的影响;采用经过应变测量结果验证的有限元模型,通过数值计算确定钉载分配是一种可行的技术途径;而应用简化的板-梁二维有限元模型计算钉载分配可以满足工程精度要求。 展开更多

关键词 多钉连接件 钉载分配 试验 数值分析 复合材料层合板

原文传递

螺纹紧固件拆装过程理论模型边界条件影响研究

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作者 沈超 李翔 +3 位作者 刘钊 刘燕 刘超 刘才山 《强度与环境》 CSCD 2024年第4期33-42,共10页

对于螺纹紧固件装配与拆卸过程的研究,扭拉关系和螺纹副轴向承载分布是两个重要的指标。二者均基于螺纹几何模型和受力平衡关系,发展出成熟的理论。在调研仿真或试验研究文献后,发现所获二者结果经常与理论解偏差较大,甚至不与理论解进... 对于螺纹紧固件装配与拆卸过程的研究,扭拉关系和螺纹副轴向承载分布是两个重要的指标。二者均基于螺纹几何模型和受力平衡关系,发展出成熟的理论。在调研仿真或试验研究文献后,发现所获二者结果经常与理论解偏差较大,甚至不与理论解进行对比验证。通过改变参数计算后发现,一方面螺母施拧位置将影响螺母支承面接触压力分布,最终影响扭拉关系;另一方面螺母径向约束将影响螺纹副啮合状态,最终螺纹副轴向承载分布。为了节省此类研究在理论验证阶段的成本,本文借助ANSYS建立出两类螺母的精细化螺纹三维有限元模型,通过对比数值结果讨论这两方面的影响规律,给出建模边界条件的建议。 展开更多

关键词 紧固件装配与拆卸 扭拉关系 螺纹副承载分布 理论模型边界要求 有限元仿真

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