金属和复合材料紧固件连接柔度解析计算研究

针对现代大型客机结构典型的紧固件连接形式,利用解析算法计算金属与复合材料单钉单剪搭接和单钉双剪搭接连接件的载荷-变形特性(P—δ曲线)和单钉连接柔度,并与试验结果对比,验证解析算法的可行性,作为多钉连接件钉载分配、细节应力分析和飞机结构强度计算的基础。     

会议消息

▲国防科工委委托航空航天部301所于1989年8月2日～8日在辽宁省丹东市主持召开了“紧固件试验方法 湿度、力矩、力矩—拉力、板夹紧力、密封、应力持久性和安装成型紧固件的预紧力”等七项国家军用标准的审定会。聘请参加审定的有航空紧固件标准化技术委员会的成员、航空航天部有关厂、所的专家共23名代表。     

复合材料结构用紧固件

本文叙述了复合材料紧固件的四个基本问题——电蚀、卡死、安装损坏和低拉过强度。介绍了用于复合材料的7种专用紧固件:大脚螺钉、半管形铆钉、C.B(Ch-erry.Buck)铆钉、应力波铆钉、槽式保险螺栓、复合材料紧固件知自攻螺钉。调研结果表明,在现今的复合材料结构中,传递低载荷的、连接复合材料与复合材料的平头紧固件最为常见。文章讨论了平头结构选型的基本原理。试验结果表明,板材厚度超这平头高度时最好采用100°抗拉埋头紧固件。     

九项“紧固件试验夹具”航空工业标准通过审查

与国军标《紧固件试验方法》(GJB 715.11—90等和GJB 715.3—89)相配套使用的九项航空工业标准《紧固件试验夹具 拉伸、高温拉     

应力波安装干涉配合紧固件

用应力波安装干涉配合紧固件,可以避免或减轻用静压法或锤击法安装时造成的初始损伤。用应力波法试验安装了30CrMnSiA钢干涉配合紧固件并作了疲劳试验,分析了安装损伤和应力波安装法的影响因素。     

发动机高温合金紧固件高温粘结研究

分析了影响发动机用高温合金紧固件高温性能的主要因素,通过对国内外紧固件的对比试验研究及数据的分析,提出了国内自锁螺母出现咬死、粘结等现象的主要原因,并给出了解决问题的基本建议.     

模拟镍基单晶合金复杂应力状态试样型式分析设计

计算分析指出对于以滑移为基本变形机理的镍基单晶合金，受拉扭外载的薄壁圆筒试样其滑移分切应力沿周向不再均匀分布，平板剪切试样其受剪面处于正应力和剪应力共用作用，都不适宜作为复杂应力状态试样。带缺口双剪试样适合于模拟复杂应力状态，但缺口的大小和形状影响受剪面的应力分布。本文在数值计算的基础上，给出了最适宜的试样尺寸及变形量的计算公式；针对国产DD3单晶，进行了初步的试验。     

典型连接结构中紧固件柔度系数的计算方法探讨

运用有限元方法对单剪双铆钉结构的紧固件柔度系数进行计算,并与近似理论公式、工程经验公式的计算结果以及试验结果进行对比,得出有限元计算方法的准确性和可行性。结合有限元计算结果,对Grumman公式进行重新拟合修正,得到了新的紧固件柔度系数计算方法,针对单剪双铆钉结构该方法比近似理论公式及其它工程经验公式更接近试验结果。     

紧固件刚度不同对连接部位疲劳寿命影响的研究

在航空器结构修理中，由于受施工条件限制或结构原连接状态的限制，可能会在修理加强件与原结构件之间的连接部位，混合使用不同剪切刚度的紧固件。本文通过疲劳寿命计算和试验，研究了结构连接部位的紧固件剪切刚度不同，对疲劳寿命的影响。研究结果表明，结构件之间的连接部位混合使用不同剪切刚度的紧固件，将会比较明显地降低结构连接部位的疲劳寿命。该研究成果对航空器结构设计人员和修理人员均具有一定的参考价值。     

金属材料剪切试验方法

通过与其他诸如单向拉伸、压缩试验的比较,描述了剪切试验识别材料流动曲线的优点;阐述了金属材料剪切试验的研究现状,按照试验过程中试件变形区的应力状态,将剪切试验分为简单应力状态下的剪切试验和与其他加载方式结合的复杂应力状态下的剪切试验;介绍了各种剪切试验方法的试验装置和典型试件形状,概述了各类剪切试验的实现方式,并根据各种剪切试验方法的优缺点,概括了各个剪切试验的应用现状。     

火箭发动机紧固件的表面防护镀层性能研究

本文从火箭发动机紧固件不但要具有足够的连接强度,而且还应具有较好的耐腐蚀、抗氢脆等综合性能出发,用对比试验,研究了高强度紧固件在镀Zn、镀Cd和镀Cd-Ti三种不同表面防护条件下的性能。由此给出了用于火箭发动机紧固件的表面防护措施:电镀Cd-Ti。高强度紧固件表面镀Cd-Ti后,其耐腐蚀性能优于镀Zn,不低于镀Cd,且其抗氢脆性能明显高于镀Zn、镀Cd。试验研究结果表明,火箭发动机的紧固件采用Cd-Ti镀层进行表面防护,能满足使用要求。     

航空Inconel718高强紧固件螺纹温滚压成形技术

高性能航空紧固件都要求在热处理后进行螺纹滚压,以保证螺纹具有对疲劳寿命有利的压应力状态。高强紧固件螺纹在冷滚压成形过程中易产生裂纹、折迭等缺陷。此外,工具寿命较低。主要论述了高强紧固件螺纹成形的技术难点,提出了采用温滚压成形工艺技术方法。通过温滚压温度参数试验、试验件的金相和性能试验,并与冷滚件进行了对比,温滚压成形在提高工件质量和滚压工具寿命方面具有无比的优越性。     

C/ C 复合材料与高温合金钎焊接头微观组织与性能分析

采用BNi68Cr WB粉末作为连接材料,利用真空钎焊工艺成功制备了C/C复合材料与镍基高温合金(GH600)的连接试样。并借助扫描电子显微镜和材料万能试验机,研究钎焊接头微观组织结构和室温及高温(700℃)下的抗剪切性能。结果表明,使用BNi68Cr WB粉末可以实现C/C与GH600的钎焊连接,接头的断裂位置为C/C复合材料母材;与室温条件相比,钎焊接头在700℃下的抗剪强度较低。     

紧固件P-δ曲线的试验与研究

一 引言 为计算结构连接件的疲劳寿命,无论是采用应力严重系数法还是应力应变法,都须对重要连接部位进行有限元细节分析,故应提供紧固件刚度方阵的刚度系数或柔度系数。目前获得该系数的途径有两个:一是采用某些经验公式;二是通过试验测定不同类型紧固件的载荷变形关系曲线(即P—δ曲线)。但用经验公式计算的紧固件的刚度是一个常量,它不随载荷变化,代表的是紧固     

单面螺纹抽钉干涉配合复合材料连接结构的疲劳性能研究

通过疲劳试验研究了单面螺纹抽钉干涉配合复合材料连接结构的疲劳性能,分别考虑了紧固件类型、干涉配合量、搭接板材料及铺层次序等影响因素。采用了拉压疲劳试验,拉压比R=-1,循环应力水平则根据静载极限挤压强度值选定。根据疲劳试验循环应力和疲劳寿命曲线(S-N曲线),得到了不同影响因素对疲劳寿命的影响规律。结果表明,选择适当的干涉配合量、紧固件类型及搭接板均能提高结构的疲劳寿命,4种不同主板铺层次序均对结构疲劳寿命影响不大。     

碳-碳复合材料高温力学性能测试

碳-碳复合材料高温力学性能测试温度高,材料应变量小。采用通电加热、非接触应变测置较能适应其测试特点。本文介绍了采用这种方法进行拉伸试验的情况,并提供了2000℃范围内的拉伸应力-应变曲线,给出了抗拉强度、断裂应变数据以及弹性模量的参考值。     

干涉配合紧固件的安装

对干涉配合紧固件目前采用的强迫安装方法进行了分析 ,介绍了应力波安装法的原理 ,对应力波安装的特点进行了分析 ,并进行了初步工艺试验     

LY16—1铝合金铆钉线材性能研究

探讨了热处理制度对ＬＹ６－１新型铝合金线材剪切、铆接性能的影响，并对Ｌｙ１６－１与Ｌｙ１０合金线材高温剪切性能及抗蚀性能进行了比较。     

复合材料层合板单排多钉双剪联接接头强度分析

双剪联接接头是复合材料结构连接设计的主要环节。针对T300/KH304复合材料层合板的单排多钉双剪联接接头,考虑到孔间距离对接头强度的影响,用三维有限元模型对接头的静强度进行数值分析。以应力分析为基础,采用Yamada-Sun准则预测了该层合板结构双剪联接接头的破坏载荷。试验结果表明,该接头的破坏模式主要呈现为挤压破坏,并伴随有净拉伸和剪切破坏模式;接头的位移——载荷曲线近似为直线;Yamada-Sun准则可以较好地预测该结构的破坏载荷;所预测的接头的破坏载荷及破坏模式,试验结果与数值分析结果比较一致。     

2.1装配应力产生过程2.2装配应力对强度影响分析

飞机装配本质上是按照设计和技术要求,将大量飞机零件和紧固件进行组合、连接,逐步装配为组合件、部件及整机的过程。由于零件数量巨大、构型多样,装配关系复杂,而且,由于零件加工过程尺寸公差、装配过程中的形位公差,零件加工过程中残余应力释放,在飞机主机装配过程中,各类误差累积,导致结构间存在装配间隙。在紧固件作用下,产生装配应力。装配应力作为预应力一直存在于飞机结构中,改变结构应力状态,使其偏离设计点,进而影响飞机结构完整性,甚至危及飞行安全。本文基于飞机结构应力状态,分析了装配应力对结构强度的影响,主要在于降低疲劳寿命和导致应力腐蚀开裂两方面,并进行了试验验证。试验表明,随着装配间隙增加,结构产生应力腐蚀裂纹概率及裂纹数量急剧增加,实际工程中,应考虑工艺水平及成本等因素,严格控制装配间隙以降低由此产生装配应力影响飞机结构强度品质。