文档介绍：大连海事大学
硕士学位论文
含裂纹铆接结构应力强度因子分析
姓名:王建立
申请学位级别:硕士
专业:工程力学
指导教师:孙先念
20100601
摘要铆接连接件在许多工程结构中,特别是在飞机结构中已经得到广泛的应用。在铆接结构中,铆钉孔附近存在着应力集中,当此结构长期受到载荷作用时,在铆钉孔附近将出现细小的裂纹,这些裂纹扩展到一定程度后会对铆接连接件产生破坏性的影响,从而导致财产的损失,、对接结构和双排交错铆钉对接结构彳、口型两种裂纹开裂模式下的四种有限元分析模型。采用节点块单元,考虑了搭接区域、对接区域、铆钉区域的接触问题,应用数值仿真软件自身的功能对四种模型进行了网格划分,计算度因子,给出了铆接结构在拉伸载荷作用下裂纹尖端应力强度因子随裂纹长度变化的曲线和含裂纹铆接结构的变形图,从而更加直观的变现了结构的受力和变形情况。讨论了铆钉帽、铆钉直径、,受此弯曲变形的影响较短裂纹的应力强度因子沿厚度的分布接近线性,随着裂纹长度的增加,应力强度因子沿厚度的分布星非线性,而双排铆钉铆接结构召开裂模式的模型则几乎不会产生弯曲变形。本文所得的结果可为铆接连接结构的破坏分析提供理论与数值依据,同时可为工程结构的损伤容限关键词:铆接;裂纹;应力强度因子;有限元法中文摘要构的断裂特性非常重要。本文采用有限元的方法,针对铆接结构的断裂问题,提出了单排铆钉铆接搭了四种模型裂纹尖端的节点力和节点位移,利用虚裂纹闭合技术计算出了应力强分析提供参考。
輙.,砸廿瓵篶:英文摘要,.’疭、;,猚.,瑄,,.,簉
燃静维论文作者签名:星乳导师签名:不保密一朐谝陨戏娇蚰诖颉啊蹋大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明保密口在——:.。除论文中已经学位论文版权使用授权书本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成博/硕士学位论文注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名:本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定,即:大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、‘中国优秀博硕士学位论文全文数据库》泄跗诳光盘版缱釉又旧、泄宦畚娜文数据库》泄蒲Ъ际跣畔⒀芯克等数据库中,并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。:日期:
第一章绪论前言铆接连接件是工程结构中所广泛采用的一种机械连接形式,在机械制造过程中,由于结构承载、工艺维修及日常检查等需要,铆接连接结构不可缺少,例如在飞机的结构中,大量采用了铆接连接技术,这主要是由于铆接连接结构与螺栓连接件相比,具有重量轻、成本低、工艺简便等特点。尽管如此,铆接技术的发展仍然比较缓慢,近年来在新型航空器研发过程中,为了满足设计需求,提高航空器的性能,铆接连接技术有了较快的发展【。现代航空器结构中各构件之间,除了油箱部位外,均大量采用铆接结构连接’,国内外的学者针对飞机结构中的铆在铆接结构的破坏形式中,疲劳断裂是其主要的破坏形式。这是因为在铆接的影响,在铆钉孔周围就会出现细小疲劳裂纹,这些微裂纹在扩展到一定程度后对于飞机结构来说,随着飞机使用年限的增加,许多细小的裂纹会随机分布于机身和机翼处铆接结构中共线铆钉孔附近,构成了飞机典型多处损伤,的几何特征【¨1Vし苫诮肜狭淦诤笕匀荒馨踩ǖ厥褂茫机铆接结构损伤容限分析中得到了比较成功的应用,这是因为根据它可以预计裂纹的扩展和结构的剩余强度,其中最重要的研究内容之一便是研究裂纹尖端应力强度因子裂纹尖端应力强度因子是判断裂纹是否将进入扩展状态的一个断裂力学指标,它取决于裂纹尖端区域的应力、位移和应变场的大小,也就是说,裂纹尖端附近区域任意一点的位置一旦确定,该点处的应力、位移、及应变场的大小便可唯一地由应力强度因子来确定俊>」芏杂凇┘虻サ慕峁箍梢灾苯永媒馕龇来计算裂纹尖端应力强度因子,但是直接利用解析法来求解含铆钉传力的复杂结构裂纹尖端应力强度因子问题时,必须对连接件结构进行大量的简化,这就无法接结构作了很大量的研究工作【们。连接件中,铆钉孔周围存