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飞机结构件紧固孔强化技术综述 被引量:39
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作者 钱晓明 姜银方 +1 位作者 管海兵 李志飞 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期749-753,共5页
对紧固孔强化处理,以提高飞机结构件在交变载荷作用下的疲劳寿命。基于紧固孔强化技术的发展现状,从强化机制、实施方法、强化效果、存在的问题和应用场合等方面,对冷挤压、干涉配合、滚压、机械喷丸和激光冲击强化五种飞机结构件紧固... 对紧固孔强化处理,以提高飞机结构件在交变载荷作用下的疲劳寿命。基于紧固孔强化技术的发展现状,从强化机制、实施方法、强化效果、存在的问题和应用场合等方面,对冷挤压、干涉配合、滚压、机械喷丸和激光冲击强化五种飞机结构件紧固孔强化技术进行分析比较。分析认为,五种强化技术都各自存在突出问题,激光冲击强化技术优势明显。传统的强化技术仍将在未来的一段时间内作为飞机结构疲劳断裂设计的基本的强化工艺;激光冲击强化技术由于处理方式的环保性和突出的强化效果,在提高小孔疲劳寿命方面具有巨大潜力。 展开更多
关键词 紧固孔强化 冷挤压 干涉配合 滚压 机械喷丸 激光冲击强化
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电磁铆接技术 被引量:31
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作者 曹增强 刘洪 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期120-123,共4页
介绍了电磁铆接原理及其发展历史,分析了电磁铆接技术的特点。对电磁铆接技术在干涉配合铆接、复合材料结构铆接、干涉配合紧固件安装方面的应用进行了系统研究。研究结果表明,电磁铆接技术能够提高结构疲劳寿命,能够安装大干涉量干涉... 介绍了电磁铆接原理及其发展历史,分析了电磁铆接技术的特点。对电磁铆接技术在干涉配合铆接、复合材料结构铆接、干涉配合紧固件安装方面的应用进行了系统研究。研究结果表明,电磁铆接技术能够提高结构疲劳寿命,能够安装大干涉量干涉配合紧固件。 展开更多
关键词 电磁铆接 干涉配合 复合材料
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复合材料螺接性能的影响因素研究 被引量:26
3
作者 张岐良 曹增强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期755-762,共8页
利用有限元软件ANSYS建立了单钉双剪复合材料单拉接头的1/2模型,研究了钉孔配合、螺栓预紧力和接触面间摩擦对接头的强度等性能的影响。设计了若干实验,证明有限元模型是有效的,其计算误差控制在10%以内。有限元计算结果表明:小干涉量... 利用有限元软件ANSYS建立了单钉双剪复合材料单拉接头的1/2模型,研究了钉孔配合、螺栓预紧力和接触面间摩擦对接头的强度等性能的影响。设计了若干实验,证明有限元模型是有效的,其计算误差控制在10%以内。有限元计算结果表明:小干涉量的过盈配合能极大地提高接头的强度,与3%间隙量相比,最优干涉量下接头强度可提高36.5%;适当的螺栓拧紧力矩也可提高接头的强度;接头中被连接板间的摩擦对接头强度也是有利的,但在一定接头尺寸条件下,摩擦力的增大有可能会改变接头的破坏模式。以上研究成果为复合材料多钉连接钉载分配均匀化的参数化分析提供了一个突破口,这也是本文后续研究的一个内容。 展开更多
关键词 复合材料 螺栓连接 有限元法 干涉配合 预紧力 失效模式
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干涉对复合材料叠层板螺栓连接疲劳强度的影响 被引量:20
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作者 刘萍 张开达 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第12期B545-B549,共5页
本文对复合材料层合板干涉配合连接结构的疲劳特性进行了试验研究。结果表明,适量干涉能有效地提高连接区的疲劳寿命。对被研究的材料和铺层情况,在2%干涉量配合中,疲劳寿命比滑配合情况提高2~3倍。文中分析了产生该结果的原因,强调... 本文对复合材料层合板干涉配合连接结构的疲劳特性进行了试验研究。结果表明,适量干涉能有效地提高连接区的疲劳寿命。对被研究的材料和铺层情况,在2%干涉量配合中,疲劳寿命比滑配合情况提高2~3倍。文中分析了产生该结果的原因,强调了试件加工和装配方法,并对疲劳寿命限的定义和最佳干涉量的选取给予了解释。 展开更多
关键词 配合 干涉配合 疲劳 复合材料
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电磁铆接技术在大飞机制造中的应用初探 被引量:24
5
作者 曹增强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期716-720,共5页
电磁铆接是一种新型连接工艺,本文介绍了电磁铆接技术的特点及其发展。针对大飞机制造的技术需求,分析了电磁铆接技术在大飞机研制中的作用,重点介绍了电磁铆接技术在干涉配合铆接、复合材料结构铆接、干涉配合紧固件安装等方面的应用... 电磁铆接是一种新型连接工艺,本文介绍了电磁铆接技术的特点及其发展。针对大飞机制造的技术需求,分析了电磁铆接技术在大飞机研制中的作用,重点介绍了电磁铆接技术在干涉配合铆接、复合材料结构铆接、干涉配合紧固件安装等方面的应用。实验研究表明电磁铆接形成的干涉量均匀,能够提高结构疲劳寿命,可以安装大干涉量干涉配合紧固件,对复合材料结构铆接可以减少安装损伤。分析了为满足大飞机研制的需要,中国下一阶段在电磁铆接技术方面要进行的工作。 展开更多
关键词 电磁铆接 飞机制造 干涉配合 疲劳寿命 复合材料
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高锁螺栓干涉连接中极限干涉量 被引量:20
6
作者 姜杰凤 董辉跃 柯映林 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期145-152,共8页
干涉配合是提高螺栓连接疲劳寿命的有效工艺方法,针对钛合金高锁螺栓的干涉配合静态压入过程,建立有限元模型并进行数值模拟。分析不同干涉量下螺栓上最大应力、孔壁上最大应力值和叠层板上应力分布特点。结果表明,采用静态压入方法的... 干涉配合是提高螺栓连接疲劳寿命的有效工艺方法,针对钛合金高锁螺栓的干涉配合静态压入过程,建立有限元模型并进行数值模拟。分析不同干涉量下螺栓上最大应力、孔壁上最大应力值和叠层板上应力分布特点。结果表明,采用静态压入方法的最大干涉量为2.0%,并分析塑性区随干涉量的变化特点及数值模拟结果中的凸瘤大小。在数值模拟的基础上进行高锁螺栓液压压入试验,通过对比试验和模拟压入力的峰值、历史曲线和孔出口处凸瘤大小,有限元模拟得到了验证,利用有限元结果分析带孔边压痕的试验件孔口易产生裂纹的根本原因,并分析试件孔口凸瘤范围大小对结构疲劳磨损的影响,得出干涉量不宜超过2.0%。 展开更多
关键词 高锁螺栓 干涉配合 数值模拟 最大应力 凸瘤
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含多处损伤搭接结构应力强度因子有限元分析 被引量:19
7
作者 陈跃良 郁大照 +1 位作者 杨茂胜 胡家林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期615-619,共5页
采用铆钉的两种表现形式(详细杆元和简化的弹簧元)的组合方式建立了含多处损伤(MSD)多铆钉搭接结构的有限元模型,通过分析得到了不同损伤模式下的应力强度因子(SIF)随裂纹扩展历程变化规律的曲线。结果表明,相对于单裂纹和无腐蚀情况,MS... 采用铆钉的两种表现形式(详细杆元和简化的弹簧元)的组合方式建立了含多处损伤(MSD)多铆钉搭接结构的有限元模型,通过分析得到了不同损伤模式下的应力强度因子(SIF)随裂纹扩展历程变化规律的曲线。结果表明,相对于单裂纹和无腐蚀情况,MSD和腐蚀损伤都会增加SIF值,当裂纹间距大于孔间距一半时,可不考虑裂纹间干涉效应;在给定的循环应力幅下,应力强度因子幅随干涉量的增加而降低,但干涉量大到一定值时,SIF对其不再敏感;铆钉材料对SIF的影响很小,而铆钉直径增大20%,SIF约增加6%。反平面翘曲对SIF有很大的影响,相对于无反平面翘曲,SIF下降一个数量级。 展开更多
关键词 搭接结构 多处损伤 应力强度因子 有限元 腐蚀损伤 干涉配合
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过盈配合和预紧力的混合作用对复合材料机械连接结构的影响及其机制 被引量:17
8
作者 陈昆昆 刘龙权 汪海 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期243-251,共9页
为研究钉孔过盈配合情况和紧固件预紧力及二者混合作用对复合材料连接强度的影响及其机制,提出了一种基于试验验证的有限元方法,在有限元模拟结果与两组不同配合复合材料与钛合金单剪双钉连接拉伸试验吻合良好的基础上,进一步模拟6种不... 为研究钉孔过盈配合情况和紧固件预紧力及二者混合作用对复合材料连接强度的影响及其机制,提出了一种基于试验验证的有限元方法,在有限元模拟结果与两组不同配合复合材料与钛合金单剪双钉连接拉伸试验吻合良好的基础上,进一步模拟6种不同螺栓预紧力和7种不同钉孔配合模式的组合,共42种不同情况的结构承载能力。通过对模拟结果的分析发现:一定的干涉配合值和预紧力虽然可能导致钉孔周围在受载较小时提前出现较小破坏,但在载荷较大时反而可以改善孔周的接触条件,从而减小孔周的纤维破坏范围,并最终提高连接结构的破坏载荷。而且钉孔配合情况和螺栓预紧力对连接结构承载能力会相互影响,即在不同钉孔配合情况下所得到的紧固件预紧力优化值会有所不同,反之亦然。因此在进行复合材料机械连接结构承载能力优化时,必须同时考虑不同参数的影响,才能获得最优的结构设计。 展开更多
关键词 干涉配合 预紧力 复合材料 失效机制 连接强度
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理想干涉配合铆接 被引量:13
9
作者 曹增强 冯东格 《航空科学技术》 2012年第4期84-86,共3页
针对目前普通干涉配合铆接的干涉不均匀、干涉量不合理等问题,提出了理想干涉配合铆接的概念。对不同铆接方法的钉杆膨胀情况进行了对比,提出利用电磁铆接实现理想干涉配合铆接,并对基于电磁铆接的理想干涉配合铆接工艺进行了实验研究。
关键词 干涉配合 理想干涉配合 电磁铆接 疲劳寿命 干涉
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电磁铆接技术的发展、设备研制及应用探讨 被引量:14
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作者 许国康 高明辉 +1 位作者 肖庆东 卜泳 《航空制造技术》 2010年第23期38-41,共4页
电磁铆接能形成较均匀干涉配合连接,可以有效地施铆钛、不锈钢等强度高、屈强比高、对应变率敏感的难成形材料铆钉,形成良好的连接。对于大直径铆钉或厚夹层结构,应用电磁铆接也可以实现良好的干涉配合铆接。结合自动化,电磁铆接还可以... 电磁铆接能形成较均匀干涉配合连接,可以有效地施铆钛、不锈钢等强度高、屈强比高、对应变率敏感的难成形材料铆钉,形成良好的连接。对于大直径铆钉或厚夹层结构,应用电磁铆接也可以实现良好的干涉配合铆接。结合自动化,电磁铆接还可以用于现代飞机金属和复合材料结构的镦铆型环槽钉的自动化安装。 展开更多
关键词 电磁铆接 应用 技术 设备 复合材料结构 干涉配合 应变率敏感 成形材料
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螺接搭接件的力学特性试验及三维有限元分析 被引量:13
11
作者 郁大照 陈跃良 +2 位作者 柳文林 贾忠湖 高永 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期855-861,共7页
在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦、干涉配合和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建螺接搭接件的三维有限元分析模型。数值模拟结果与试验结果的对比表明,文中所建三维模型能有效地模拟搭接件的表面应... 在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦、干涉配合和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建螺接搭接件的三维有限元分析模型。数值模拟结果与试验结果的对比表明,文中所建三维模型能有效地模拟搭接件的表面应变、载荷传递和第三弯矩等三维力学特性,同时搭接件的三维应力、应变特性及干涉配合和螺栓预紧力对载荷传递比的影响规律也进行了讨论,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。 展开更多
关键词 搭接件 力学特性 有限元法 干涉配合
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大型飞机壁板无头铆钉干涉连接技术 被引量:13
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作者 王仲奇 常正平 +4 位作者 郭飞燕 康永刚 李晖 罗群 刘博峰 《航空制造技术》 2015年第4期34-39,共6页
由于干涉配合铆接的铆钉能紧密地充满钉窝及钉孔,并使钉孔均匀而适量地胀大,形成钉杆对钉孔的"支撑效应",所以干涉配合铆接在疲劳寿命和密封性方面优于普通铆接,大型客机C919和支线客机ARJ21在机翼壁板铆接装配中大量使用无... 由于干涉配合铆接的铆钉能紧密地充满钉窝及钉孔,并使钉孔均匀而适量地胀大,形成钉杆对钉孔的"支撑效应",所以干涉配合铆接在疲劳寿命和密封性方面优于普通铆接,大型客机C919和支线客机ARJ21在机翼壁板铆接装配中大量使用无头铆钉干涉连接,以满足连接质量要求。 展开更多
关键词 干涉配合 连接技术 铆钉 飞机壁板 ARJ21 支撑效应 疲劳寿命 机翼壁板
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螺接搭接件的载荷传递特性试验及三维有限元分析 被引量:13
13
作者 郁大照 陈跃良 +1 位作者 张勇 高永 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期2273-2278,共6页
在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦、干涉配合和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建了螺接搭接件的三维有限元分析模型。数值模拟结果与试验结果的对比表明:所建三维模型能有效地模拟搭接件的载荷传递... 在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦、干涉配合和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建了螺接搭接件的三维有限元分析模型。数值模拟结果与试验结果的对比表明:所建三维模型能有效地模拟搭接件的载荷传递特性。基于三维有限元模型,讨论了无裂纹搭接件的螺栓孔形式、干涉配合和螺栓预紧力对载荷传递比的影响规律,同时对含裂纹搭接件的载荷传递比随裂纹扩展的变化规律进行了分析,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。 展开更多
关键词 搭接件 载荷传递比 有限元法 干涉配合
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复合材料结构的干涉配合铆接 被引量:11
14
作者 盛熙 曹增强 王俊彪 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第4期434-436,共3页
干涉配合能提高接头疲劳寿命 ,复合材料结构干涉配合连接的关键在于干涉量的控制。提出采用垫圈限制铆钉钉杆的膨胀 ,采用合适的钉孔间隙减小干涉量 ,并利用电磁铆接钉杆膨胀均匀的特点实现了复合材料结构的干涉配合铆接。
关键词 干涉配合 复合材料 铆接
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先进的装配连接技术在航空制造领域的应用分析 被引量:11
15
作者 陈先有 崔晶 《机械制造》 2007年第11期53-55,共3页
介绍了自动钻铆技术、电磁铆接技术和复合材料干涉配合连接等技术的基本原理,并简单分析了这些技术在航空领域的应用。
关键词 自动钻铆 电磁铆接 干涉配合 胶接 复合材料连接
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单面螺纹抽钉干涉配合复合材料连接件挤压强度研究 被引量:11
16
作者 魏景超 矫桂琼 +1 位作者 闫照明 刘风雷 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1627-1635,共9页
由于连接技术是复合材料连接结构设计中的关键环节,所以本文通过试验研究了干涉配合对复合材料单钉双剪连接件挤压强度的影响作用,并建立了能预测复合材料连接件挤压强度的三维有限元数值模型。该模型考虑了钉孔接触、渐进损伤以及大变... 由于连接技术是复合材料连接结构设计中的关键环节,所以本文通过试验研究了干涉配合对复合材料单钉双剪连接件挤压强度的影响作用,并建立了能预测复合材料连接件挤压强度的三维有限元数值模型。该模型考虑了钉孔接触、渐进损伤以及大变形理论,并采用了Hashin失效判据以及Tan材料性能退化准则,研究了不同干涉量(0%,0.5%,3%)配合方式对连接强度和刚度的影响作用。结果表明适量的干涉能提高连接挤压强度,而3%的过量干涉配合降低了连接挤压强度,却有较高的挤压弦向刚度,与试验结果相比,吻合较好。 展开更多
关键词 复合材料 单面螺纹抽钉 干涉配合 紧固连接件 渐进损伤
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干涉配合最佳干涉量初探 被引量:9
17
作者 郭兰中 邢文珍 《新技术新工艺》 北大核心 2000年第1期14-16,共3页
干涉配合是提高连接结构抗疲劳破坏能力的经济而有效的措施。借助于莫尔方法,本文对厚度6mm、干涉量分别为3.1%和4.1%、拉伸载荷45%σ0.2情况下的航空用硬铝合金LY12CZ板销钉干涉配合进行了实验研究。研究显示,3.1%的干涉量因其卸载后... 干涉配合是提高连接结构抗疲劳破坏能力的经济而有效的措施。借助于莫尔方法,本文对厚度6mm、干涉量分别为3.1%和4.1%、拉伸载荷45%σ0.2情况下的航空用硬铝合金LY12CZ板销钉干涉配合进行了实验研究。研究显示,3.1%的干涉量因其卸载后孔边切向应力增负较大以及不会造成孔边材料的堆积而为最佳干涉量。 展开更多
关键词 干涉 预应力 实验研究 干涉配合
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干涉对复合材料疲劳寿命影响的研究 被引量:8
18
作者 王武 陶华 +1 位作者 刘风雷 白颢昱 《绝缘材料》 CAS 2006年第4期45-47,共3页
通过拉-拉疲劳试验与理论分析,研究了间隙配合与干涉配合两种不同连接形式对机械连接复合材料接头疲劳寿命的影响,以及不同干涉量对干涉配合复合材料接头疲劳寿命的影响。研究结果表明:复合材料干涉配合接头的疲劳寿命远远高于间隙... 通过拉-拉疲劳试验与理论分析,研究了间隙配合与干涉配合两种不同连接形式对机械连接复合材料接头疲劳寿命的影响,以及不同干涉量对干涉配合复合材料接头疲劳寿命的影响。研究结果表明:复合材料干涉配合接头的疲劳寿命远远高于间隙配合接头的疲劳寿命;干涉量对复合材料干涉配合接头的疲劳寿命有较大影响,所研究的干涉配合模型的最佳干涉量为1%~1.4%。 展开更多
关键词 复合材料 干涉配合 疲劳寿命
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干涉对复合材料层合板连接系统的极限挤压强度影响 被引量:8
19
作者 魏景超 贾普荣 矫桂琼 《材料开发与应用》 CAS 2011年第3期66-69,77,共5页
本文对复合材料层合板单面螺纹抽钉紧固件干涉配合连接结构和高锁螺栓间隙配合连接结构的静挤压强度进行了试验研究。分别考虑了不同干涉量配合和间隙配合对紧固件连接结构极限挤压强度的影响。在静拉伸试验中,采用了卡口引伸计来实时... 本文对复合材料层合板单面螺纹抽钉紧固件干涉配合连接结构和高锁螺栓间隙配合连接结构的静挤压强度进行了试验研究。分别考虑了不同干涉量配合和间隙配合对紧固件连接结构极限挤压强度的影响。在静拉伸试验中,采用了卡口引伸计来实时监测孔的变形量。根据ASTM D 5961挤压试验方法标准,得到极限挤压强度及偏移量为2%的2%偏移挤压强度。试验结果表明,适当的干涉量能提高紧固件结构的静挤压强度,过量的干涉却能降低其静挤压强度。对于研究的复合材料T700/9916和铺层情况,与高锁螺栓的H9/h9间隙配合连接相比,单面抽钉0.5%干涉量配合连接的极限挤压强度能提高1.51%,而3%干涉量配合连接的极限挤压强度下降1.85%。 展开更多
关键词 复合材料 干涉配合 单面螺纹抽钉 间隙配合 极限挤压强度
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拉伸板中心孔干涉配合对载荷幅值的影响 被引量:8
20
作者 张岐良 曹增强 +1 位作者 甘学东 赵勇 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1643-1650,共8页
为研究干涉配合中被连接件最小截面(SCS)所传递载荷(截面载荷)的幅值得以降低的原理,按一定规律对销钉与板进行分区,并将其用同等刚度的弹簧代替,建立了销钉干涉配合的弹簧分析模型,进而从弹性角度解释了干涉配合中板的最小截面所传递... 为研究干涉配合中被连接件最小截面(SCS)所传递载荷(截面载荷)的幅值得以降低的原理,按一定规律对销钉与板进行分区,并将其用同等刚度的弹簧代替,建立了销钉干涉配合的弹簧分析模型,进而从弹性角度解释了干涉配合中板的最小截面所传递载荷的幅值得以降低的原因。基于该模型分析了静载下截面载荷随外载的变化规律,得到了循环载荷下截面载荷幅值与外载幅值间的关系,其与有限元分析(FEA)结果之间的最大误差不到20%。分析发现:连接件与被连接件间的接触力随外载变化的自动调节作用是截面载荷幅值降低的原因;对于特定的绝对干涉量,干涉配合只对一定范围内的外载具有调节作用。当外载在干涉配合的有效影响区时,截面载荷幅值的降低程度完全决定于连接件与被连接件的相对刚度;若外载过大使得钉孔发生分离,干涉配合不仅对载荷幅值不再具有调节作用,还容易引起钉孔接触面的微动磨损。 展开更多
关键词 干涉配合 支撑效应 疲劳 弹簧模型 载荷幅值 销钉连接
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