轮毂对接螺栓断裂分析与改进

轮毂对接螺栓断裂分析与改进华兴航空机轮公司军代表室何永乐１９９１年５月，外场反映华兴航空机轮公司为三叉戟飞机提供的主轮对接螺栓有断裂故障，产品使用寿命缩短，影响飞行安全。为此，我们和公司有关部门一起进行分析，采取了相应改进措施，较好地解决了问题。１故...     

含三维接触问题的机翼下壁板翼肋对接孔结构断裂特性研究

飞机对接孔结构的损伤是飞机和许多工程结构中存在的一种典型损伤形式,它严重影响着结构的完整性和使用安全。因此,研究对接孔结构的断裂特性,具有重要的工程意义和实用价值。主要通过创建三维接触来考虑螺栓与螺栓孔间、垫片与下壁板内壁间的接触问题,应用有限元素法,建立合理的计算模型,计算翼肋对接孔结构在多种开裂模式下的应力强度因子,通过大量的计算分析,总结了机翼翼肋对接孔结构的断裂特性规律。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。     

大型飞机翼身对接形式分析

介绍了大型飞机伊尔76机翼机身对接部位结构的布置、材料使用、传力特性及对接形式的特点。此对接形式传力路线清晰，传力直接并实现多路传力，破损安全特性良好。装配上留有工艺补偿余量，降低了安装难度，并且不会损坏中央翼整体油箱的密封性。但中梁翼身对接时、对接接头往下伸出中央翼密封区，与机身采取双耳对单耳的叉接型式，每组耳片上采取多个螺栓连接，这种方式难以精确估算每个螺栓传递的载荷，会增加结构连接重量，也增加了装配的难度，值得进一步探讨。     

高锁螺栓孔进R区的对接结构疲劳试验研究

在民用飞机生产过程中,存在紧固件孔进入对接结构R 区但换新超差结构较为困难的情形,对该类问题在R 区加弧形垫后,由于应力集中系数的变化及非标准连接,结构的疲劳品质会受到影响。本文通过疲劳试验研究对接结构高锁螺栓孔进R 区（平行载荷方向）加弧形垫对结构细节疲劳额定值的影响;在试验件设计时通过有限元法分析部分参数对结构应力集中的影响,根据有限元分析结论进行三组疲劳试验以得到相应的细节疲劳额定值修正系数,对试验结果与工程算法结果进行比较。结果表明：高锁螺栓孔进R 区的超差程度优于高锁螺栓HST12AG6 的孔进R 区1.0 mm,对接结构细节疲劳额定值下降在10% 以内;试验对照组的试验件破坏形式与参照组完全吻合,细节疲劳额定值差异在合理的范围内。     

某飞机平尾对接螺栓断裂分析

简述了金属连接件断裂的几种模式和机理，详细分析了某型飞机平尾对接螺栓断裂的原因。提出了预防应力腐蚀断裂的措施。     

梳状接头DFR值的疲劳试验分析方法

对2种典型梳状接头的疲劳试验进行了设计,试验结果表明,Ⅰ型试验件的破坏情况都为接头近螺栓孔边处断裂;而Ⅱ型试验件的断裂情况分为连接螺栓断裂和接头近螺栓孔边处断裂2种。为了满足梳状接头疲劳强度校核的需要,采用求解等代截面细节疲劳额定值(Detail Fatigue Rating,DFR)的方法得到了两种试验件接头的DFR值,并通过考虑螺栓的预紧力,得到了Ⅱ型试验件螺栓的DFR,从而为梳状对接结构的耐久性分析提供了试验支持。     

钛合金对接螺栓螺纹滚压加工

分析了某飞机刹车机轮用钛合金对接螺栓螺纹滚压加工的难点,重点介绍了机床、滚丝轮、冷却润滑液和工艺参数的选择,以及取得的技术经济效果。     

一起温差造成的协调事故

某机机翼的四大组件(前、后大梁和上、下壁板)相继进入总装型架定位对合,情况基本良好,只是上壁板小端与型架平板不贴合,间隙3毫米左右。在场的多数人员认为对接面定位螺栓没有拧紧。果然螺栓一拧紧间隙就消除了。但有位同志发现型架平板支承座下的快     

复合材料机翼下壁板对接区设计与分析

机翼对接设计是飞机结构设计的一个重要环节,其设计的好坏关系到飞机的飞行性能和使用安全性能。基于国外先进民用客机外翼与中央翼的对接结构形式,设计了两种复合材料机翼下壁板的对接形式,并对其连接强度和失效模式进行了研究。利用商业有限元软件ABAQUS结合内聚力单元模型,模拟壁板蒙皮/缘条界面的失效,并获得不同对接形式构件的脱胶起始位置;通过引入Hashin失效准则的有限元模型研究拉伸载荷下对接构件的承载能力,并校核了螺栓强度;最后,比较分析了两种构件的最终失效模式,为复合材料关键连接区的细节设计提供一种有效的方法。     

复合材料主承力连接结构强度预测及影响因素

以复合材料机翼翼根后梁下缘条对接试件为研究对象,通过有限元手段分析其失效机理和破坏过程,并对极限强度进行预测.描述试件构型、实验方法和过程,给出螺栓建模方法和挤压/旁路耦合失效判定方法,分析对比试件的应变响应和各排螺栓的钉载分布.在非线性分析方面,探讨接触、几何非线性和钉孔非线性变形对预测结果的影响;在建模方法方面,研究螺栓刚度计算方法、螺栓建模方法、温度和网格密度等因素的影响规律.结果表明:材料非线性对计算结果的影响最为显著;采用CBUSH单元模拟螺栓并采用Huth公式计算螺栓刚度预测的极限载荷与实验结果最为接近;网格密度、温差等对计算结果的影响较小.研究结果可对复合材料连接结构的工程强度预测、校核提供算例和参考,并对各参数影响提供定量的概念.     

锥面螺栓联接结构承载能力的实验预测

本文用模型试验方法研究了以套齿 (花键)联接的某发动机高压轴的轴向承载能力,分析了双锥面定位联接结构的载荷—变形规律以及它们与传统的螺栓联接结构载荷—变形规律的区别,讨论了影响双锥面联接结构轴向承载能力的因素,同时对某发动机高压轴的承载能力进行了试验确定,并对其装配工艺提出了改进建议。      

热处理后滚压螺纹对超高强度合金钢螺栓强度的影响

通过对比试验表明，采用不同的工艺方法，对超高强度合金铜螺栓的强度将产生不同的影响，分析了热处理后滚压螺纹有显著地提高螺栓疲劳强度的原因。     

热处理后滚压螺纹对30CrMnSiA,30CrMnSiNi2A钢螺栓缺口敏感性的影响

介绍了高强度、超高强度合金钢螺栓分别采用不同的螺纹加工工艺时,进行偏斜拉伸对比试验研究的过程与结果;分析了热处理后滚压螺纹对其缺口敏感性无明显影响的因素,进一步论证了热处理后滚压螺纹工艺的可行性;并对采用热处理后滚压螺纹工艺的这两种钢螺栓进行了缺口敏感性的定量分析.     

3D针刺C/SiC复合材料螺栓的低成本制备及力学性能

以三维针刺碳毡作为预制体,通过化学气相渗透(CVI)工艺,制备了密度约为1.50～1.60 g/cm3的半成品C/SiC复合材料板材,然后采用专用磨具在半成品复合材料板上按照指定的取样方式切割出螺杆与头部毛坯,并分别对螺杆和头部攻丝,将两者装配在一起形成半成品螺栓,对半成品螺栓CVI致密化并在其表面制备SiC抗氧化涂层,制备出低成本的3D针刺C/SiC复合材料螺栓.提出了C/SiC复合材料螺栓力学性能的测试方法,通过自行设计的夹具,对所制备螺栓的力学性能进行了测试表征,并利用扫描电子显微镜(SEM),对C/SiC复合材料螺栓的拉伸断口形貌进行了观测.结果表明,所制备的螺栓具有较好的抗拉和抗剪能力,室温下螺栓的抗拉强度和剪切强度分别为151.7 MPa和85.6 MPa.     

点焊机使用稳定性的研究

分析了焊接回路中连接处产生热量和焊接处产生热量的关系及其对整机性能的影响。指出了焊接回路中连接处采用相同材料,消除接触电阻,连接电位差,扩大接触面积,加强流动水冷却是减少发热的主要措施。提高焊机使用的稳定性是确保焊机固有可靠性,延长焊机的使用寿命的主要途径。     

30CrMnSiA螺栓耐久性分析方法的初步研究

本文在实验的基础上。提出了应用于螺栓螺纹表面裂纹上一种抗疲劳开裂研究方法—耐久性损分析方法。考虑了一个新的耐久性损伤模型—螺纹圆角处开裂,把适用于紧固孔上小裂纹模型上的理论方法发展延伸至螺纹圆角模型大裂纹上,并通过实验得到了验证,同时给出了一个数例,预测结果与实验结果拟合得很好,为带螺纹紧固件的耐久性分析研究提供了一种可行的方法。     

受拉螺栓表面裂纹应力强度因子的估算

本文在实验的基础上,对螺栓螺纹根部处的表面裂纹在拉一拉载荷作用下应力强度因子K进行了初步研究,通过对已有圆柱体的表面裂纹应力强度因子公式的分析、比较,采用类比的方法,推出了受拉螺栓表面裂纹应力强度因子K的表达式,并借助于实验加以验证。     

机械连接中钉的轴力和剪切力测量传感器

对机械连接中测量钉的轴力的各种测试方法进行总结,对复合材料多钉连接中钉载的多种测试方法进行分析,提出了一种能同时测量钉的轴力和剪切力的传感器。根据钉的受力情况和材料力学理论推导出钉的轴力和剪切力的计算表达式。设计了传感器的轴力和剪切力的两套测试装置,分别进行了轴力和剪切力的测试试验。对传感器测试结果的载荷-应变曲线的线性度、重复性进行了分析研究。测试结果表明：传感器的载荷-应变曲线具有良好的线性度和重复性,能满足工程上对测量传感器的技术要求。同时通过测试也发现,传感器的安装角对轴力和剪切力的测量结果无影响;安装紧力矩对剪切力的测量结果有影响,但随着外载的增大,影响会逐渐减小。     

复合材料夹层连接螺栓拧紧力矩试验研究

针对纤维增强复合材料夹层在不同类别湿装配状态下连接螺栓的拧紧力矩问题进行了详细的分析与试验研究.给出了湿装配状态下复合材料夹层连接螺栓的部分拧紧力矩数值范围,这些数值可以作为工程应用的重要参考依据.