孔邊
- 金屬/復(fù)合材料混合連接結(jié)構(gòu)高溫承載特性與失效行為研究
,復(fù)合材料板僅在孔邊出現(xiàn)擠壓、還未發(fā)生完全失效之前,鋁合金面板靠近夾持端的孔邊已出現(xiàn)斷裂;鋁合金面板2.0mm(D2)時(shí),復(fù)合材料3個(gè)孔邊均出現(xiàn)明顯擠壓、靠近自由端的孔邊沿加載方向發(fā)生剪切失效,鋁合金面板靠近夾持端的孔邊出現(xiàn)肉眼可見的塑性變形;鋁合金面板2.5mm(D3)時(shí),由于釘載分配的不均勻,導(dǎo)致復(fù)合材料板靠近夾持端一側(cè)沿孔邊發(fā)生斷裂,其他兩個(gè)孔邊出現(xiàn)少量擠壓現(xiàn)象,而鋁合金面板未見明顯變形。高溫(150 ℃)環(huán)境下CFRP復(fù)合材料和鋁合金螺栓連接結(jié)構(gòu)的
機(jī)械科學(xué)與技術(shù) 2023年10期2023-11-01
- 基于盲孔法的鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力檢測(cè)識(shí)別技術(shù)
過測(cè)量構(gòu)件鉆孔后孔邊應(yīng)變來確定金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力,后由Soete等[7]發(fā)展完善而形成較系統(tǒng)的理論方法。經(jīng)過多年發(fā)展,逐漸形成了盲孔法、鉆孔法、環(huán)孔法、剝層法、開槽法等多種對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力釋放及殘余應(yīng)力識(shí)別的方法。Mainjot等[8]提出采用積分法來檢測(cè)不均勻殘余應(yīng)力場(chǎng)的殘余應(yīng)力,擴(kuò)大了盲孔法檢測(cè)金屬殘余應(yīng)力的適用范圍。盲孔法從早期的檢測(cè)金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力發(fā)展到現(xiàn)在的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件檢測(cè)。1999年,楊勇等[9]提出了使用應(yīng)力釋放法計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土梁預(yù)應(yīng)
鐵道學(xué)報(bào) 2023年8期2023-09-11
- 拉伸載荷下正交三向機(jī)織復(fù)合材料接頭失效多尺度漸進(jìn)損傷分析
尺度分析方法研究孔邊紗線破壞過程。結(jié)果表明，正交三向（ORT）機(jī)織復(fù)合材料接頭孔邊的連續(xù)的經(jīng)紗出現(xiàn)大量的縱向損傷；緯紗單元出現(xiàn)大量橫向損傷，損傷沿著孔邊45°方向逐漸擴(kuò)展，緯紗發(fā)生剪切失效，最終接頭的損傷形式為剪切破壞。數(shù)值模擬和試驗(yàn)結(jié)果的誤差為1.14%，驗(yàn)證了多尺度有限元仿真方法的正確性。孔邊細(xì)觀區(qū)域的紗線損傷從孔邊擴(kuò)展到邊接頭邊緣。孔邊紗線的分布位置不同，紗線的破壞形式雖不一樣，但是不影響破壞的擴(kuò)展趨勢(shì)。0 引言在當(dāng)今飛行器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究過程中，連接
宇航材料工藝 2023年3期2023-07-17
- 壓電壓磁材料中正n邊形孔邊裂紋分析
成果[3-5]。孔邊裂紋問題的研究更是該領(lǐng)域中一個(gè)非?；钴S的課題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量工作。文獻(xiàn)[7，8]分別給出磁電彈性介質(zhì)中圓孔邊周期裂紋和橢圓孔邊多裂紋反平面問題的解析解及數(shù)值算例。文獻(xiàn)[9]求解了唇形裂紋反平面問題的解析解。文獻(xiàn)[10]通過引入一個(gè)拱形映射公式，討論了磁電彈體中含橢圓孔邊不對(duì)稱雙裂紋的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題。文獻(xiàn)[11]通過將納米橢圓孔簡(jiǎn)化為納米裂紋，獲得問題的閉合解。文獻(xiàn)[12]探索了表面效應(yīng)對(duì)磁電彈性材料中含帶四條裂紋的正4n邊形納
計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào) 2022年6期2022-12-19
- 點(diǎn)支承玻璃板力學(xué)性能分析及安裝牢固性檢驗(yàn)方法研究
，而點(diǎn)支承玻璃板孔邊應(yīng)力較復(fù)雜，不同駁接頭類型及板厚對(duì)玻璃板孔邊和跨中應(yīng)力的影響成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)。隨著城市化進(jìn)程的加快，越來越多的玻璃幕墻安裝在城市上空且多處于人流量較大的區(qū)域，這里面有服役多年的既有幕墻，也有新建幕墻，考慮到玻璃幕墻面板安裝節(jié)點(diǎn)緊固情況直接影響幕墻整體安全，急需一種玻璃板緊固情況原位檢測(cè)方法。馬世明等[1]通過有限元數(shù)值模擬分析了點(diǎn)支式玻璃板在風(fēng)荷載及地震荷載作用下的承載力和變形性能，發(fā)現(xiàn)玻璃厚度的增大使得玻璃板中心的撓度不斷減?。浑S著
工程與建設(shè) 2022年5期2022-12-11
- 開口尺寸和鋪層比例對(duì)復(fù)材層合板壓縮性能的影響
復(fù)合材料層合板的孔邊應(yīng)力集中，并預(yù)測(cè)了拉伸、壓縮強(qiáng)度；Hallett等[7]在可能分層的分離面處植入界面單元，用來模擬層間分層失效，并對(duì)四種不同鋪層的含雙邊缺口和含中心圓孔層合板的拉伸失效行為進(jìn)行深入研究，得到的失效模式和剩余強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。Pham等[8]采用三維連續(xù)殼單元模擬含雙邊缺口復(fù)合材料層合板，層間界面采用三維黏聚力單元模擬，選用幾種不同的單層失效準(zhǔn)則進(jìn)行對(duì)比分析。李彪等[9-10]將LaRC05準(zhǔn)則[11]發(fā)展為適用于平面應(yīng)力問題的失效準(zhǔn)則
航空材料學(xué)報(bào) 2022年6期2022-12-06
- 印制電路板孔邊發(fā)白的分析
發(fā)現(xiàn)非化學(xué)鍍銅孔孔邊發(fā)白現(xiàn)象（如見圖1所示）,目視觀察孔邊白塊與導(dǎo)體已相連,客戶認(rèn)為此孔邊發(fā)白存在品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn),希望我公司針對(duì)此問題以專案形式進(jìn)行分析改善。從不良板觀察,有明顯的基材碎裂和微小分層裂開現(xiàn)象,全部出現(xiàn)在孔邊緣,因此可以分析為主要因素是由機(jī)械鉆孔加工時(shí)所產(chǎn)生。為此我公司組織團(tuán)隊(duì)展開專項(xiàng)分析改善,極力減小此次客訴對(duì)我公司產(chǎn)生的影響。2 原因分析孔邊發(fā)白現(xiàn)象為在機(jī)械加工的孔周圍呈現(xiàn)泛白暈圈,通常由機(jī)械加工鉆孔造成。機(jī)械鉆孔孔邊發(fā)白魚骨圖分析如圖2所示。
印制電路信息 2022年10期2022-11-10
- 不同孔徑金屬腹板穩(wěn)定性及補(bǔ)強(qiáng)措施分析
旦開孔，就會(huì)在開孔邊緣區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)降低腹板的剪切穩(wěn)定性［1］。應(yīng)力集中會(huì)引起孔邊局部裂紋，裂紋的擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致周圍結(jié)構(gòu)的破壞，而腹板失穩(wěn)會(huì)使腹板翹曲，改變載荷的傳力路徑，也會(huì)引起附近結(jié)構(gòu)的破壞［2］。因此，為了保證腹板結(jié)構(gòu)開孔后的強(qiáng)度不被減弱，必須合理地設(shè)計(jì)開孔形式，確定開孔位置及補(bǔ)強(qiáng)措施等［3］。目前，國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者致力于對(duì)金屬腹板結(jié)構(gòu)開孔的研究，并獲得實(shí)際應(yīng)用。如薄曉莉等［4］對(duì)整體機(jī)加的開孔環(huán)形加強(qiáng)方案進(jìn)行了研究，總結(jié)了環(huán)形加強(qiáng)邊的寬
宇航材料工藝 2022年4期2022-09-19
- 釘孔間隙對(duì)復(fù)合材料機(jī)械連接擠壓強(qiáng)度的影響研究
ses應(yīng)力云圖及孔邊擠壓應(yīng)力分布云圖如圖3和圖4所示，圖5為相應(yīng)的載荷-位移曲線。由圖中曲線可以得知，試樣的破壞載荷為23.09kN，破壞載荷所對(duì)應(yīng)的位移為0.598mm，擠壓強(qiáng)度為962.08MPa。圖3 間隙0mm的Mises應(yīng)力云圖圖4 間隙0mm的孔邊擠壓應(yīng)力分布云圖圖5 間隙0mm的載荷-位移曲線圖6和圖7分別給出了釘孔間隙為0.005mm的單釘雙剪試驗(yàn)?zāi)M的Mises應(yīng)力云圖及孔邊擠壓應(yīng)力分布云圖，圖8為相應(yīng)的載荷-位移曲線。由圖中曲線可知，試
工程與試驗(yàn) 2022年2期2022-08-08
- 地鐵無柱車站中板大開孔受力數(shù)值分析
1-3］。當(dāng)設(shè)置孔邊梁時(shí)，梁下吊中板部分對(duì)地下二層軌頂風(fēng)道和綜合管線設(shè)計(jì)的空間影響，甚至導(dǎo)致地下二層車站層高加大。地鐵車站中板除了承受豎向荷載，也承受水平向水土壓力作用，其受力狀態(tài)相對(duì)復(fù)雜［4-5］。對(duì)于地鐵無柱車站中板大開孔處所采取的中板結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造措施是否合理，將直接影響車站結(jié)構(gòu)安全、層高設(shè)計(jì)、車站造價(jià)等。本文對(duì)地鐵無柱車站中板大開孔的受力進(jìn)行研究，并對(duì)結(jié)構(gòu)布置提出合理化建議，對(duì)無柱地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更安全、合理、經(jīng)濟(jì)。1 計(jì)算模型
廣東土木與建筑 2022年7期2022-08-01
- 激光沖擊強(qiáng)化Al7050–T7451合金緊固孔的殘余應(yīng)力研究*
光斑中心都距緊固孔邊緣1mm，緊固孔直徑φ2.6mm。強(qiáng)化軌跡分為3類，即2個(gè)橫向光斑、2個(gè)縱向光斑和4個(gè)十字交叉光斑，如圖1所示。激光沖擊強(qiáng)化前，Al7050–T7451合金表面粘貼約0.12mm厚的3M鋁箔吸收層，提高激光能量吸收率和避免鋁合金表面燒蝕。在Al7050–T7451合金吸收層表面提供1～2mm厚的去離子水簾，提高激光沖擊波峰值壓力和持續(xù)時(shí)間。圖1 3種沖擊軌跡Fig.1 Three shock paths1.3 殘余應(yīng)力測(cè)試采用X射線衍射
航空制造技術(shù) 2022年9期2022-07-28
- 飛秒激光加工鎳基高溫合金葉片氣膜孔的試驗(yàn)研究
續(xù)進(jìn)行優(yōu)化。在對(duì)孔邊形貌進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),激光功率對(duì)出口孔邊形貌的影響較低,無論高功率還是低功率的出口孔邊均較為銳利,質(zhì)量較高,但是入口孔邊形貌隨著功率的增加而質(zhì)量下降。圖7分別是功率為2 W、8 W、20 W時(shí)的入口孔邊緣形貌?？梢园l(fā)現(xiàn)當(dāng)功率為2 W時(shí),孔口邊緣無破損、無熔渣,邊緣銳利。當(dāng)增加激光功率到8 W時(shí),孔口邊緣開始出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象,激光功率增加到20 W時(shí),孔壁出現(xiàn)了強(qiáng)烈的燒蝕痕跡,出現(xiàn)了破損、掉塊等缺陷,產(chǎn)生的飛濺物對(duì)孔口周圍也造成了損傷,這主要是
激光與紅外 2022年4期2022-06-09
- 三維數(shù)字圖像相關(guān)法在帶孔洞試件力學(xué)行為研究中的應(yīng)用
模量薄板上圓孔的孔邊應(yīng)力集中問題；譚林等人[2]研究了板寬與圓孔邊應(yīng)力集中程度的關(guān)系；Hoang等人[3]利用復(fù)變函數(shù)法分析了孔邊應(yīng)力分布；王巖等人[4]確定了含橢圓孔的有限大矩形板在承受拉伸和剪切載荷時(shí)的應(yīng)力分布。目前常用粘貼應(yīng)變片和數(shù)值模擬的方式來分析孔洞周圍區(qū)域的應(yīng)變。由于受到應(yīng)變片尺寸及數(shù)量的限制，采用應(yīng)變片測(cè)量無法獲得完整的孔洞邊緣區(qū)域應(yīng)變分布。數(shù)值模擬雖然可以模擬全場(chǎng)應(yīng)變，但和實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的誤差。Sutton等人[5－6]學(xué)者提出的三維數(shù)字圖
- 電站鍋爐過熱器出口集箱評(píng)估
4.832MPa孔邊環(huán)向應(yīng)力集中系數(shù)Kn=3.1（文獻(xiàn)[3]表A.1）孔邊軸向應(yīng)力集中系數(shù)KZ=-0.2（文獻(xiàn)[3]表A.1）孔邊徑向應(yīng)力集中系數(shù)Kr=-2δe/（Do-δe）=-0.116孔邊環(huán)向應(yīng)力σn=Knσe=107.98MPa孔邊軸向應(yīng)力σz=Kzσe=-6.966MPa孔邊徑向應(yīng)力σr=Krσe=-4.041MPa孔邊最大應(yīng)力σmax=σn-σz=114.95MPa判據(jù)2：σmax＜3[σ]t安全平蓋材料許用應(yīng)力[σ]tg=113MPa查[2]
商品與質(zhì)量 2021年34期2021-11-23
- 壓電效應(yīng)下一維六方準(zhǔn)晶中正六邊形孔邊裂紋傳播問題
電準(zhǔn)晶中正六邊形孔邊裂紋的反平面問題，并得到了場(chǎng)強(qiáng)度因子的解析式。下面不僅考慮聲子場(chǎng)、相位子場(chǎng)及電場(chǎng)之間的耦合作用，還考慮正六邊形孔邊裂紋沿準(zhǔn)周期方向勻速傳播的動(dòng)力學(xué)問題，得到了電不滲透情形下動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子和電位移強(qiáng)度因子的解析解。1 基本理論在具有壓電效應(yīng)的一維六方準(zhǔn)晶材料中，建立空間直角坐標(biāo)系xi(i=1,2,3)，設(shè)坐標(biāo)軸x3方向?yàn)闇?zhǔn)周期方向，記Dj，Ei，φ分別表示電位移、電場(chǎng)和電勢(shì)，Eij,σij,ui分別表示聲子場(chǎng)的應(yīng)變、應(yīng)力和位移分量，ωj
安陽師范學(xué)院學(xué)報(bào) 2021年5期2021-11-07
- FPSO甲板開孔板架孔邊的應(yīng)力集中優(yōu)化
BAQUS研究了孔邊應(yīng)力集中系數(shù)與描述板寬和孔徑相對(duì)尺寸的特征參數(shù)之間的關(guān)系，分析了不同形狀的橢圓孔口的應(yīng)力集中問題；顧俊采用有限元方法計(jì)算了強(qiáng)力桁材腹板上開圓孔和腰圓孔之后的應(yīng)力集中系數(shù)問題，分析了開孔的垂向位置、寬度和長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)的影響，并運(yùn)用應(yīng)力釋放原理對(duì)應(yīng)力集中進(jìn)行了優(yōu)化；張錦嵐等針對(duì)加筋圓柱開孔結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中問題，基于參數(shù)化建模分析程序，討論了多參數(shù)對(duì)開孔周圍應(yīng)力集中的影響；丁運(yùn)來等對(duì)壓縮、彎曲載荷作用下的船舶雙層底結(jié)構(gòu)骨材開孔孔邊的應(yīng)力分
船舶與海洋工程 2021年4期2021-11-06
- 基于改進(jìn)BESO方法的多工況船體開孔孔形優(yōu)化
開孔的存在會(huì)導(dǎo)致孔邊應(yīng)力增加，甚至產(chǎn)生應(yīng)力集中。此外，隨著結(jié)構(gòu)輕量化要求的提高及船舶大型化發(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)開孔設(shè)計(jì)已無法完全滿足當(dāng)今船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，船舶典型設(shè)計(jì)工況較多，需考慮船體結(jié)構(gòu)開孔在多工況下的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高船體結(jié)構(gòu)材料利用率，有效降低船舶結(jié)構(gòu)重量。拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一種，根據(jù)給定的負(fù)載情況、約束條件和性能指標(biāo)，在給定的區(qū)域內(nèi)對(duì)材料分布進(jìn)行優(yōu)化，從而設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、安全的結(jié)構(gòu)模型。雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化(Bidirectional Evolu
中國(guó)海洋平臺(tái) 2021年4期2021-09-06
- 施工孔對(duì)試驗(yàn)塔承載力影響研究分析
盡可能準(zhǔn)確地模擬孔邊的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)開孔局部進(jìn)行了網(wǎng)格加密［10］。圖7 有限元模型網(wǎng)格劃分Fig.7 Grid partition of the finite element model2.2 試驗(yàn)荷載加載分析模型加載值取構(gòu)件承受的理論試驗(yàn)荷載F=1 332 kN，分別取屈服強(qiáng)度Fy=420 MPa 和460 MPa，孔位為試驗(yàn)孔位和設(shè)計(jì)孔位分別進(jìn)行計(jì)算。試驗(yàn)孔位和設(shè)計(jì)孔位條件下構(gòu)件的有限元應(yīng)力分布云圖分別如圖8所示?？梢?，試驗(yàn)孔位條件下（圖8），由于螺孔
湖北電力 2021年1期2021-05-06
- 干涉配合對(duì)飛機(jī)機(jī)翼螺栓連接結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響
模型線彈性分析和孔邊應(yīng)力分析，對(duì)于有限元彈塑性分析研究相對(duì)較少，而且對(duì)干涉量增加過程中螺栓連接結(jié)構(gòu)的剛度以及承載能力的變化也鮮有研究。本文以航空工程中常用的飛機(jī)機(jī)翼螺栓連接結(jié)構(gòu)干涉配合模型為研究對(duì)象，采用基于試驗(yàn)驗(yàn)證的有限元分析方法，通過對(duì)試驗(yàn)和有限元仿真兩者力學(xué)性能(承載能力)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性與實(shí)用性，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元方法建立了6種干涉量(0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%)下飛機(jī)機(jī)翼螺栓連接結(jié)構(gòu)三維彈塑性參數(shù)分
空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年1期2021-04-08
- 基于液壓致裂法的PBX炸藥內(nèi)部拉伸應(yīng)力測(cè)試可行性研究
步對(duì)液壓致裂法的孔邊應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行修正，最終建立了一種基于液壓致裂法的PBX炸藥內(nèi)部拉伸應(yīng)力測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)了炸藥構(gòu)件內(nèi)部拉伸應(yīng)力的定量測(cè)試。1 液壓致裂法在PBX中的直接應(yīng)用1.1 理論推導(dǎo)液壓致裂法廣泛應(yīng)用于巖土力學(xué)，是國(guó)際巖石力學(xué)地應(yīng)力測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方法之一，其前提是研究對(duì)象為均勻、各項(xiàng)同性的線彈性體[18]。由彈性力學(xué)可知，在厚壁圓筒或無限大帶孔平板中有半徑a的小圓孔，左右受均布拉應(yīng)力q1，上下受均布拉應(yīng)力q2，且q1≥q2，當(dāng)孔內(nèi)有內(nèi)壓P作用時(shí)(如圖1所
火炸藥學(xué)報(bào) 2021年1期2021-03-08
- 孔擠壓強(qiáng)化對(duì)2024鋁合金疲勞性能的影響
構(gòu)不連續(xù)，嚴(yán)重的孔邊應(yīng)力集中會(huì)對(duì)飛機(jī)服役造成重大威脅，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞斷裂失效，甚至引發(fā)災(zāi)難性事故[1]。為此，通常采用孔擠壓處理來強(qiáng)化帶孔制件，以改善整體結(jié)構(gòu)的疲勞壽命[2-3]。應(yīng)用孔擠壓提升材料及結(jié)構(gòu)的服役行為效果明顯。伊琳娜等[4]和靳盛哲等[5]分別采用實(shí)驗(yàn)和仿真研究了孔邊過盈量對(duì)2124鋁合金疲勞壽命及微觀組織的影響，并確定了最佳過盈量。王亮等[6]發(fā)現(xiàn)，孔擠壓強(qiáng)化7085鋁合金鍛件的疲勞壽命最高是未強(qiáng)化處理的11倍，孔壁處一定深度的壓縮殘余應(yīng)力和
航空材料學(xué)報(bào) 2020年6期2020-12-07
- 耐壓圓柱殼開孔采用非對(duì)稱圍壁加強(qiáng)解析解與有限元解對(duì)比分析
加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)來說，孔邊應(yīng)力由于圍壁的非對(duì)稱性而變得更加復(fù)雜，值得深入研究。董勝利、宋天舒等[1]給出受外壓情況下長(zhǎng)圓柱殼開任意形狀單孔問題的理論解，同時(shí)分別對(duì)開單圓孔、單橢圓孔、多圓孔及多橢圓孔的長(zhǎng)圓柱殼在受均布外壓情況下的孔邊應(yīng)力進(jìn)行有限元數(shù)值計(jì)算。Zaid Khan等[2]詳細(xì)回顧了ASME給出的圓柱殼大開孔以及開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)法則，并且提出了新的需要校核的法則。Dr. Dipak K.Chandiramani[3]討論了ASME給出的校核法則中1～7條校
艦船科學(xué)技術(shù) 2020年5期2020-11-27
- 一種復(fù)合材料層合板孔邊單層應(yīng)力計(jì)算方法
致的應(yīng)力集中使得孔邊成為結(jié)構(gòu)的薄弱位置，因此復(fù)合材料層合板孔邊應(yīng)力及強(qiáng)度分析是工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。復(fù)合材料層合板是一種典型的非均質(zhì)各向異性材料，其開孔邊應(yīng)力與均質(zhì)各向同性材料的有明顯區(qū)別，但也具有一定的相關(guān)性，迄今已有眾多學(xué)者對(duì)此做了大量研究。Wu 等[1]采用各向同性含孔板分析中應(yīng)力集中因子的概念進(jìn)行復(fù)合材料層合板開孔邊應(yīng)力分析，并提出一個(gè)計(jì)算正交各向異性含孔板和含孔圓柱殼應(yīng)力集中因子的經(jīng)驗(yàn)公式。吳德隆[2]采用保角映射方法，針對(duì)板類復(fù)合材料開孔問題
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2020年4期2020-10-29
- 復(fù)合材料開口有限元建模方法研究
遠(yuǎn)場(chǎng)載荷作用下的孔邊應(yīng)力分布，再通過點(diǎn)應(yīng)力或平均應(yīng)力方法開展失效分析。常見的飛機(jī)復(fù)合材料開口結(jié)構(gòu)和其載荷狀況都較為復(fù)雜，一般采用精細(xì)有限元建模后提取孔邊最大應(yīng)力或應(yīng)變開展分析。而開口區(qū)的復(fù)雜應(yīng)力分布對(duì)孔邊網(wǎng)格要求較高，網(wǎng)格尺寸、數(shù)量和質(zhì)量等都會(huì)直接影響數(shù)值計(jì)算的結(jié)果精確性，同時(shí)網(wǎng)格尺寸過小也影響計(jì)算效率。本文主要研究復(fù)合材料開口結(jié)構(gòu)在單軸和雙軸兩種載荷狀態(tài)下復(fù)合材料開口結(jié)構(gòu)孔邊網(wǎng)格尺寸對(duì)有限元計(jì)算精度的影響，為開展復(fù)合材料開口有限元建模和分析提供指導(dǎo)。1
高科技纖維與應(yīng)用 2020年3期2020-08-12
- 某型飛機(jī)典型結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕開裂原因分析
底端區(qū)域、緊固件孔邊以及兩孔之間的圓心連線處等一些典型結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了裂紋，嚴(yán)重影響飛機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性，危害飛行安全。出現(xiàn)裂紋的典型結(jié)構(gòu)均采用AA7B04 厚軋板制造，這些裂紋的擴(kuò)展方向與結(jié)構(gòu)承受的服役載荷方向平行，也與板材的軋制方向平行，打開裂紋后觀察到裂紋表面存在腐蝕產(chǎn)物、腐蝕嚴(yán)重。失效分析結(jié)論證實(shí)，這些結(jié)構(gòu)的失效形式均為應(yīng)力腐蝕開 裂（SCC）。1 材料分析AA7B04 是7 系高強(qiáng)鋁合金，是在7A04 基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步純化鐵和硅等雜質(zhì)元素而來，其抗疲勞和
航空維修與工程 2020年4期2020-07-04
- 基于斷裂力學(xué)的射孔套管孔邊開裂行為分析
但套管仍然會(huì)出現(xiàn)孔邊開裂的情況[1-2]。實(shí)踐證明，即使?jié)M足API標(biāo)準(zhǔn)的套管，在射孔作業(yè)后仍然會(huì)出現(xiàn)孔邊開裂的問題，且低滲透油氣儲(chǔ)層在射孔之后的壓裂中，套管在高壓的作用下，會(huì)伴隨著呼吸效應(yīng)和水刀作用，兩種作用都會(huì)促使孔邊裂紋的延伸擴(kuò)展[3]。孔邊的開裂會(huì)嚴(yán)重影響套管的強(qiáng)度，甚至?xí)固坠苁?，因此?duì)于套管的射孔性能，國(guó)家通收稿日期:2019-10-09基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“非常規(guī)油氣復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展模擬及其對(duì)井筒完整性分析的定量影響”(51
壓力容器 2020年4期2020-05-13
- 非對(duì)稱圍壁加強(qiáng)對(duì)耐壓圓柱殼孔口應(yīng)力影響分析
件對(duì)于加強(qiáng)件以及孔邊應(yīng)力的影響，針對(duì)4 種加強(qiáng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方式詳細(xì)分析了不同的加強(qiáng)構(gòu)件對(duì)應(yīng)力產(chǎn)生的影響。張錦嵐[10]采用參數(shù)化建模方式，討論了多參數(shù)對(duì)于開孔周圍應(yīng)力的影響。對(duì)于單殼體的水下航行器，開孔只能采用“單邊圍壁”加強(qiáng)方式，即孔口圍欄外伸段極短（或缺失），確保圍欄不突出于殼體外，這種極端非對(duì)稱圍壁加強(qiáng)結(jié)構(gòu)不僅改變了傳統(tǒng)開孔區(qū)應(yīng)力特性，并使空口應(yīng)力場(chǎng)復(fù)雜化，而且大大削弱了加強(qiáng)效果，嚴(yán)重影響開孔強(qiáng)度。目前針對(duì)單邊加強(qiáng)技術(shù)研究較少，基礎(chǔ)比較薄弱，因此研究非
艦船科學(xué)技術(shù) 2020年2期2020-04-17
- 箱梁底板孔洞處拉壓波散射作用下動(dòng)應(yīng)力集中的解析解
動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)沿孔邊的分布情況見圖1～6，圖中上半部分是t=0時(shí)動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)沿孔邊的數(shù)值分布，下半部是t=T/4時(shí)動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)沿孔邊的數(shù)值分布.圖7是動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)受入射波波數(shù)影響的變化曲線.圖1底板孔邊動(dòng)應(yīng)力分布(α1a=0.1,a/h=0.1,L/a=2.1)Fig.1Dynamic stress distribution of bottom hole(α1a=0.1,a/h=0.1,L/a=2.1)圖2底板孔邊動(dòng)應(yīng)力分布(α1a=0.1,a/h=
- 應(yīng)力集中在生活中的應(yīng)用和避免
雙曲率型線；3.孔邊局部加強(qiáng)：在孔邊采用加強(qiáng)環(huán)或作局部加厚均可使應(yīng)力集中系數(shù)下降，下降程度與孔的形狀和大小、加強(qiáng)環(huán)的形狀和大小以及載荷形式有關(guān)；4.適當(dāng)選擇開孔位置和方向：開孔的位置應(yīng)盡量避開高應(yīng)力區(qū)，并應(yīng)避免因孔間相互影響而造成應(yīng)力集中系數(shù)增高，對(duì)于橢圓孔，應(yīng)使其長(zhǎng)軸平行于外力的方向，這樣可降低峰值應(yīng)力；總結(jié)：應(yīng)力集中現(xiàn)象在生活中有利也有弊，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)力集中的利用與避免。通過相應(yīng)實(shí)驗(yàn)及計(jì)算選擇合適的材料，為避免應(yīng)力集中造成構(gòu)件破壞，可采取消除尖角、改善構(gòu)件
新生代 2019年5期2019-11-14
- 雙層底肋板貫穿孔孔邊應(yīng)力數(shù)值仿真分析
S開展骨材貫穿孔孔邊應(yīng)力集中問題分析，給出典型骨材貫穿孔的應(yīng)力集中系數(shù)表。本文以典型船體雙層底局部結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，基于大型有限元分析程序ABAQUS，分析彎曲、壓縮載荷作用下骨材開孔板孔邊應(yīng)力分布情況；在此基礎(chǔ)上，討論不同的補(bǔ)強(qiáng)形式對(duì)孔邊應(yīng)力分布的影響，為后續(xù)新式孔型的設(shè)計(jì)及孔邊加強(qiáng)方案的制訂提供參考。1 有限元模型1.1 雙層底局部結(jié)構(gòu)及補(bǔ)強(qiáng)方案選取船舶典型雙層底局部結(jié)構(gòu)模型（見圖1），該模型由上下底板、帶有開孔的肋板和貫穿骨材組成，肋板上下各有3個(gè)貫穿
船舶與海洋工程 2019年1期2019-04-25
- 轉(zhuǎn)向架沖擊工況下鋁合金車體枕梁及其連接部件的強(qiáng)度分析
整至0.5，此時(shí)孔邊區(qū)域應(yīng)力值趨于穩(wěn)定；③通過預(yù)緊力工況判定施加的預(yù)緊力是否正確[6].轉(zhuǎn)向架沖擊載荷為238 kN；加載高度為355 mm.接觸分析模型的位移約束：空氣彈簧位置約束垂向線位移，底架地板兩端約束縱向線位移，底架邊梁與側(cè)墻連接部位約束垂向和橫向線位移.兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)向架沖擊工況的計(jì)算結(jié)果如圖3所示.由圖3可以看出：枕梁與中心銷連接的螺栓孔附近(孔邊的第二層結(jié)點(diǎn)的應(yīng)力，參見圖4)為高應(yīng)力區(qū)域，其中+3 g工況的應(yīng)力大于-3 g工況的，最大Von.
大連交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年6期2019-01-03
- 納米尺度孔邊裂紋裂尖Ⅲ型應(yīng)力強(qiáng)度因子研究
復(fù)雜服役條件下，孔邊應(yīng)力集中現(xiàn)象非常明顯，極易形成微裂紋［3-4］。在外載荷作用下，孔和裂紋相互作用，會(huì)顯著影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能［5］。國(guó)內(nèi)外針對(duì)孔邊裂紋問題強(qiáng)度性能的研究，從研究方法來看有細(xì)觀力學(xué)理論分析、試驗(yàn)測(cè)試和數(shù)值模擬等,其研究成果在機(jī)械制造、航空航天結(jié)構(gòu)、壓力容器和土木工程等工程結(jié)構(gòu)和材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、安全可靠性分析和缺陷評(píng)定規(guī)范中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)孔邊裂紋的尺寸在納米尺度時(shí)，孔邊應(yīng)力場(chǎng)分布和裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子受其表面效應(yīng)影響顯著。對(duì)于納米尺度裂紋問題，
中國(guó)機(jī)械工程 2018年19期2018-10-22
- 無限板孔邊裂紋問題的高精度解析權(quán)函數(shù)解
40無限板中的圓孔邊徑向裂紋是工程實(shí)際中常見的一類裂紋幾何，該裂紋問題的求解方法在航空航天、機(jī)械運(yùn)載、土木建筑、油氣開采等工業(yè)領(lǐng)域中有非常廣泛的需求。孔邊裂紋在各種復(fù)雜載荷下的高精度應(yīng)力強(qiáng)度因子(SIF)K和裂紋面張開位移(COD)等關(guān)鍵斷裂力學(xué)參量，是計(jì)算和預(yù)測(cè)含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)的疲勞壽命和剩余強(qiáng)度的重要前提[1]。雖然有限元法(Finite Element Method，F(xiàn)EM)和邊界元法(Boundary Element Method，BEM)等數(shù)值方法
航空學(xué)報(bào) 2018年9期2018-09-29
- 基于Abaqus的預(yù)緊力對(duì)航空器用螺栓強(qiáng)度影響的有限元分析＊
的增大，被連接件孔邊Mises等效應(yīng)力也呈線性增大，孔邊平均摩擦接觸應(yīng)力不斷變小，而孔邊平均壓應(yīng)力水平不斷變大。有限元分析；螺栓；預(yù)緊力；切向載荷螺栓連接在飛機(jī)結(jié)構(gòu)連接中占有重要地位，螺栓雖構(gòu)造簡(jiǎn)單，但受力機(jī)理復(fù)雜。建立合理的航空器用螺栓計(jì)算模型，分析螺栓部件的受力及破壞方式，不僅對(duì)航空器的飛行安全有積極意義，還對(duì)制訂航空器檢修策略具有指導(dǎo)意義。1 部件模型螺栓組件由螺栓、螺母、基體與構(gòu)件組成。螺栓預(yù)緊力形成構(gòu)件與基體間的夾緊力，這里的夾緊力為摩擦力的正壓
科技與創(chuàng)新 2018年18期2018-09-21
- 彎曲載荷下骨材貫穿孔孔邊應(yīng)力分布模型試驗(yàn)
補(bǔ)強(qiáng)形式的差異對(duì)孔邊應(yīng)力分布情況的影響。1 試驗(yàn)及數(shù)值仿真1.1 試件尺寸在船體雙層底結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制作局部結(jié)構(gòu)縮尺簡(jiǎn)化模型，見圖1(以試件NT2-CP1-FB1為例)，模型由內(nèi)外底板、帶有開孔的實(shí)肋板和貫穿骨材組成，模型肋板上下各有3個(gè)貫穿孔。為了更好地分析有無補(bǔ)板、有無扶強(qiáng)材，以及不同孔型對(duì)孔邊應(yīng)力分布的影響，設(shè)置6組試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，編?hào)分別為NT2-CP0-FB0、NT2-CP1-FB0、NT2-CP0-FB1、NT2-CP1-FB1、YB1-CP0-F
船海工程 2018年4期2018-08-27
- 初探孔邊應(yīng)力計(jì)算模型
中，特別需要注意孔邊受力性能對(duì)玻璃幕墻壽命的影響[4,7]。國(guó)外的一些實(shí)驗(yàn)表明：支承處玻璃受拉是引起點(diǎn)支玻璃結(jié)構(gòu)破壞的主要原因，而且四點(diǎn)支承玻璃的破壞多數(shù)情況下出現(xiàn)在孔邊[3]。另外，由于孔邊加工及安裝施工會(huì)增強(qiáng)孔邊玻璃強(qiáng)度的離散性，使得由于孔邊受力性能引起結(jié)構(gòu)破壞的概率進(jìn)一步增加[1,2]。因此，孔邊受力性能的研究是點(diǎn)支玻璃應(yīng)用中需要注意的關(guān)鍵問題，對(duì)該問題的研究對(duì)于點(diǎn)支玻璃的工程應(yīng)用有重要指導(dǎo)意義。分析孔邊應(yīng)力的有效工具是有限元方法，但是有限元計(jì)算能否
- 多孔多裂紋平板的疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)與分析方法
200240共線孔邊多裂紋是飛機(jī)結(jié)構(gòu)廣布疲勞損傷源的一種主要形式[1-3]。試驗(yàn)研究表明：含共線孔邊多裂紋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與壽命要比含單一裂紋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與壽命小很多[4]。飛機(jī)結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)共線孔邊疲勞多裂紋而引起了1988年著名的Aloha航空事故[4]。為保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全，學(xué)術(shù)界、工程界和適航當(dāng)局開展了大量研究，取得了豐富的研究成果并修訂了相應(yīng)的適航條款[1-3]。然而，2011年4月，美國(guó)西南航空公司一架服役了15年的Boeing 737飛機(jī)在爬升到11 00
航空學(xué)報(bào) 2018年7期2018-07-31
- 輪盤超橢圓異型螺栓孔均衡優(yōu)化設(shè)計(jì)
3]。因此，降低孔邊應(yīng)力集中并提高輪盤乃至整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)安全性和可靠性亟需解決的關(guān)鍵問題[4-5]。解決孔邊應(yīng)力集中問題的傳統(tǒng)措施有孔邊倒角、拋光以及改變結(jié)構(gòu)尺寸等，但這些常規(guī)方法降低應(yīng)力的效果并不明顯，甚至?xí)黾咏Y(jié)構(gòu)質(zhì)量[6]。針對(duì)此類問題，美國(guó)GE公司和法國(guó)SNECMA公司聯(lián)合研制的CFM56-Ⅲ型航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)將位于高壓渦輪盤前安裝邊的螺栓孔改進(jìn)為1種8圓弧連接異型螺栓孔，并于1984年通過適航認(rèn)證。這一反傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)引起了中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2018年2期2018-06-20
- 正交各向異性板帶有一般孔形時(shí)應(yīng)力分析
作用不同荷載時(shí)的孔邊應(yīng)力解析解.Ukadgaonker等[11]對(duì)不規(guī)則孔的孔邊應(yīng)力進(jìn)行了分析.但是，上述研究成果獲得的解析解只有在孔邊才是適用的[12]，所以上述研究中的算例也只對(duì)孔邊應(yīng)力進(jìn)行了分析，而沒有涉及孔外域，因此存在一定的局限性.筆者[12]曾對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行了研究，找到了含任意孔形的正交各向異性隧洞應(yīng)力計(jì)算的精確解析方法，并對(duì)馬蹄形和直墻半圓拱形隧洞進(jìn)行了孔邊應(yīng)力的分析,但是，并未對(duì)各向異性板中含有一些不規(guī)則形狀孔等更復(fù)雜的孔形進(jìn)行應(yīng)力解析分析
- 民機(jī)襯套修理技術(shù)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響研究
D增大會(huì)降低襯套孔邊的擠壓應(yīng)力，即降低釘傳載荷引起的應(yīng)力集中。2)襯套安裝普遍采用冷凍安裝方式，可以避免襯套孔壁損傷，即提高了孔表面質(zhì)量。3)襯套孔徑D增大會(huì)降低結(jié)構(gòu)板厚T與襯套孔徑D的比值，從而降低緊固件局部彎曲引起的孔邊附加應(yīng)力，即降低了釘傳載荷引起的應(yīng)力集中。不利于結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的方面包括：1)襯套孔徑D增大會(huì)降低襯套孔邊距，即提高了旁路載荷的應(yīng)力集中。2)隨著襯套孔徑D增大，若襯套孔初始干涉量較小，緊固件安裝后，將使襯套孔干涉量較緊固件孔干涉量顯著降
民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究 2018年1期2018-05-04
- 干涉配合彈性強(qiáng)化機(jī)理分析
不考慮塑性變形，孔邊危險(xiǎn)點(diǎn)局部應(yīng)力幅值將放大Kt(理論應(yīng)力集中系數(shù))倍，局部應(yīng)力峰值σ2遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于材料的屈服極限；但受塑性流動(dòng)的影響，實(shí)際應(yīng)力峰值為σ1。故與間隙配合相比，干涉配合孔邊局部應(yīng)力峰值僅有輕微增加，而應(yīng)力谷值則至少提高到因干涉而形成的拉應(yīng)力的水平，即σ0,從而使應(yīng)力幅值得以顯著降低[20]。圖1 支撐效應(yīng)Fig.1 Supporting effect1.2 支撐效應(yīng)的理論局限性以上對(duì)支撐效應(yīng)的介紹，似乎可以解釋干涉配合降低結(jié)構(gòu)孔邊局部應(yīng)力幅值的原
航空學(xué)報(bào) 2018年4期2018-04-27
- 含中心孔復(fù)合材料變剛度板孔邊應(yīng)力解析法分析
力集中的情況下，孔邊應(yīng)力大小是研究者非常關(guān)心的內(nèi)容。Nageswara等[1]根據(jù)薩文對(duì)帶孔各向異性板的研究，提出一種能夠計(jì)算具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的層合板及各向同性板孔邊應(yīng)力分布的方法，該方法還能夠基于一些準(zhǔn)則確定失效強(qiáng)度。Kaltackle等[2]及Sharma等[3]利用不同方法研究了單層板的不同鋪層角度、不同材料特性對(duì)孔邊應(yīng)力的影響。William[4]研究了復(fù)合材料層合板在不同載荷方向下孔邊的應(yīng)力集中情況。Russo等[5]求出在單軸拉伸載荷作用下，復(fù)合材
固體火箭技術(shù) 2018年1期2018-03-16
- 分析層合材料槽孔應(yīng)力的新型特殊層合雜交應(yīng)力元
孔的存在，可能在孔邊橫截面上產(chǎn)生高的局部應(yīng)力，導(dǎo)致構(gòu)件分層破壞。因此，研究槽孔附近應(yīng)力的正確分布，對(duì)分析構(gòu)件的破壞機(jī)理及確保其安全，具有重要意義。對(duì)于槽孔邊沿的影響問題，正如Wang及Choi[1-2]所指出的，由于它們存在以下內(nèi)在的復(fù)雜性：各層力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)烈的各向異性；通過板厚度方向材料的突然改變；沿板邊界幾何形狀的不連續(xù)性；靠近層合材料邊沿區(qū)域平面和橫向變形與應(yīng)力的耦合；準(zhǔn)確滿足自由邊無外力條件的困難等原因，致使這類問題的研究一直進(jìn)展緩慢。鑒于有限元方法
船舶力學(xué) 2018年1期2018-01-29
- 某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)篦齒盤異型螺栓孔公差設(shè)計(jì)分析
6）為了有效降低孔邊應(yīng)力水平，以某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)篦齒盤5參量單軸對(duì)稱異型孔為研究對(duì)象。針對(duì)此類異型孔的公差設(shè)計(jì)問題，利用蒙特卡洛模擬技術(shù)，通過構(gòu)造異型孔孔邊應(yīng)力狀態(tài)的響應(yīng)面函數(shù)以對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析,確定了需要給定公差的設(shè)計(jì)變量。討論了異型孔的重要設(shè)計(jì)尺寸公差帶對(duì)孔邊應(yīng)力分布及配合的影響，并參照美制緊固件螺栓通孔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定了此類異型孔尺寸公差選取應(yīng)滿足的強(qiáng)度要求及裝配等級(jí)。異型孔；蒙特卡洛模擬；響應(yīng)面；公差設(shè)計(jì)；航空發(fā)動(dòng)機(jī)0 引言螺栓連接是航空發(fā)
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2017年5期2017-11-09
- 壓力容器殼體開孔允許不另行補(bǔ)強(qiáng)要求條件的分析
② 因開孔而造成孔邊的應(yīng)力集中；③ 接管和殼體構(gòu)成了不連續(xù)結(jié)構(gòu)，從而在接管的一定長(zhǎng)度范圍和殼體孔邊附近一定范圍內(nèi)引起附加的邊緣應(yīng)力?！秹毫θ萜鳌稧B 150.3-2011中6.1.3不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開孔直徑規(guī)定殼體開孔滿足下述全部要求時(shí)，可不另行補(bǔ)強(qiáng)：① 設(shè)計(jì)壓力P≤2.5MPa；② 兩相鄰開孔中心距(對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算)應(yīng)不小于兩孔直徑之和；對(duì)于3個(gè)或以上相鄰開孔，任意兩孔中心間距(對(duì)曲面以弧長(zhǎng)計(jì)算)應(yīng)不小于該兩孔直徑之和的2.5倍；③ 接管公稱外徑小
化工設(shè)計(jì) 2017年3期2017-06-27
- 300M鋼耳片孔擠壓強(qiáng)化全過程有限元模擬
襯套擠壓、鉸孔及孔邊擠壓三道工序?qū)?span id="syggg00" class="hl">孔邊殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響,與試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較,表明模擬過程是可行、有效的.開展鉸削量及孔邊擠壓預(yù)制倒圓角半徑的參數(shù)化分析,給出鉸削量對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律及最佳的預(yù)制倒圓角半徑,通過疲勞試驗(yàn)及斷口分析驗(yàn)證模擬結(jié)果的合理性.疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過開縫襯套擠壓及鉸孔工藝之后,疲勞壽命提高近137%,進(jìn)行孔邊擠壓強(qiáng)化會(huì)將疲勞壽命提高183%.孔擠壓；殘余應(yīng)力；有限元模擬；疲勞壽命在現(xiàn)代航空工業(yè)中,孔擠壓工藝被廣泛用于提高帶孔飛行
浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版） 2016年4期2016-12-19
- 壓電材料中多個(gè)孔邊徑向裂紋的動(dòng)力相互作用
?壓電材料中多個(gè)孔邊徑向裂紋的動(dòng)力相互作用李冬1， 王慧聰1， 宋天舒2(1. 河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程系，石家莊050091；2. 哈爾濱工程大學(xué) 航天與建筑工程學(xué)院，哈爾濱150001)采用Green函數(shù)法對(duì)壓電材料中多個(gè)孔邊徑向裂紋在SH波作用下的相互作用問題進(jìn)行了研究。首先利用復(fù)變函數(shù)方法構(gòu)造出具有多個(gè)半圓形凹陷的半無限壓電介質(zhì)的位移Green函數(shù)和電場(chǎng)Green函數(shù)，然后采用裂紋“切割”技術(shù)構(gòu)造孔邊徑向裂紋，根據(jù)界面上的位移和應(yīng)力連續(xù)性條件
振動(dòng)與沖擊 2016年16期2016-09-18
- 孔邊倒角和預(yù)腐蝕作用下航空鋁合金疲勞性能及斷裂機(jī)理研究
110004)?孔邊倒角和預(yù)腐蝕作用下航空鋁合金疲勞性能及斷裂機(jī)理研究周松1,2，王磊1，馬闖1，楊林青1，許良1，回麗1(1 沈陽航空航天大學(xué) 航空制造工藝數(shù)字化國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，沈陽 110136；2 東北大學(xué) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，沈陽 110004)基于航空鋁合金帶孔結(jié)構(gòu)材料在服役過程中常因腐蝕損傷而導(dǎo)致疲勞斷裂問題，通過對(duì)未腐蝕和預(yù)腐蝕24h后的7075鋁合金雙孔未倒角和雙孔倒角試樣進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)研究，分析腐蝕預(yù)損傷和孔邊倒角對(duì)試件疲勞性能的影響
材料工程 2016年6期2016-08-16
- 孔強(qiáng)化對(duì)7050鋁合金殘余應(yīng)力分布的影響
應(yīng)力幅值，可改善孔邊應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而提高機(jī)體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵疲勞區(qū)的疲勞壽命，是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)增壽的有效途徑之一。國(guó)外對(duì)孔強(qiáng)化工藝及理論進(jìn)行了相關(guān)研究，通過模擬研究建立了孔強(qiáng)化應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系[4-5]。國(guó)內(nèi)對(duì)孔強(qiáng)化工藝試驗(yàn)進(jìn)行了相關(guān)研究，并研究了影響強(qiáng)化效果的因素[6-8]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，研究人員使用有限元軟件對(duì)開縫襯套冷擠壓孔強(qiáng)化殘余應(yīng)力的分布規(guī)律進(jìn)行了大量的研究[9-10]。7050鋁合金具有強(qiáng)度高、重量輕、斷裂韌性高等優(yōu)點(diǎn), 屬于輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料[11]。
航空制造技術(shù) 2016年19期2016-05-30
- 多位置損傷結(jié)構(gòu)疲勞壽命的試驗(yàn)研究及分析*
典型結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為含孔邊裂紋的有限板結(jié)構(gòu)。文章對(duì)典型MSD結(jié)構(gòu)進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)研究，旨在通過觀察其裂紋擴(kuò)展和疲勞壽命的惰況，得到一系列具有工程應(yīng)用價(jià)值的結(jié)論。試驗(yàn)結(jié)果表明，多位置損傷會(huì)使結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度明顯降低、裂紋擴(kuò)展壽命顯著縮短，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性形成極大威脅，認(rèn)識(shí)MSD的裂紋擴(kuò)展規(guī)律有著重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。多位置損傷結(jié)構(gòu)；裂紋擴(kuò)展；疲勞壽命；試驗(yàn)研究0 引言隨著飛機(jī)使用年限的增加，搭接板（殼）結(jié)構(gòu)中的裂紋隨機(jī)分布于一排共線鉚釘孔的邊緣，這便構(gòu)成了飛機(jī)
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2015年4期2015-11-03
- TC4板孔冷擠壓強(qiáng)化殘余應(yīng)力分布與疲勞壽命
擠壓量對(duì)受載試樣孔邊應(yīng)力分布的影響，探討了擠壓量、殘余應(yīng)力和疲勞增益三者之間的內(nèi)在關(guān)系。采用開縫襯套冷擠壓強(qiáng)化工藝對(duì)TC4帶孔板件進(jìn)行冷擠壓和疲勞驗(yàn)證試驗(yàn)。研究結(jié)果表明，擠壓強(qiáng)化后的孔邊切向壓縮殘余應(yīng)力可以有效降低孔周應(yīng)力集中程度，優(yōu)化受拉試樣最小截面應(yīng)力分布，改變裂紋源的位置并延長(zhǎng)疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展壽命，有效提高試樣疲勞壽命。綜合仿真和疲勞試驗(yàn)得到TC4板孔最優(yōu)擠壓量為4%。TC4鈦合金；孔冷擠壓；疲勞壽命；殘余應(yīng)力；有限元分析0 引言在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，絕
中國(guó)機(jī)械工程 2015年7期2015-10-28
- 玻璃纖維增強(qiáng)鋁合金層板連接孔擠壓性能實(shí)驗(yàn)研究
板擠壓性能，發(fā)現(xiàn)孔邊擠壓區(qū)域的層間正應(yīng)力導(dǎo)致分層起始，并且分層先于各鋪層屈曲發(fā)生，他認(rèn)為層板分層達(dá)到預(yù)定范圍，鋁層將發(fā)生屈曲從而導(dǎo)致連接破壞。大量學(xué)者［5～7］研究了寬度、端距、厚度等幾何尺寸對(duì)GLARE層板連接性能的影響。Wu等［8］通過一系列實(shí)驗(yàn)，提出發(fā)揮纖維金屬層板擠壓極限強(qiáng)度的幾何設(shè)計(jì)要求。Krimbalis等［9］通過數(shù)值計(jì)算得出玻璃纖維預(yù)浸料屈曲載荷遠(yuǎn)小于鋁合金薄板，由此推斷纖維鋪層對(duì)層板擠壓強(qiáng)度貢獻(xiàn)微弱。Frizzell等［10～13］通過實(shí)
航空材料學(xué)報(bào) 2015年6期2015-09-12
- 回轉(zhuǎn)窯托輪輻板結(jié)構(gòu)的力學(xué)依據(jù)Mechanics Basis for Spokes Board Structu reofRotary Kiln Suporting
均勻的壓應(yīng)力q，孔邊不受面力。這樣就可以將輻板孔當(dāng)作彈性力學(xué)中的平面問題來分析［1］，使其大大簡(jiǎn)化。在各種平面問題中，孔口問題最能顯示復(fù)變函數(shù)解法的優(yōu)越性。有些比較復(fù)雜的孔口問題，如不用這種解法，幾乎無法求解。在進(jìn)行保角變換時(shí)，最簡(jiǎn)單是把彈性體在z平面上所占的區(qū)域變換成ζη平面上的所謂“中心單位圓”（圖6）。據(jù)此采用一般復(fù)變函數(shù)書籍中給出的變換式：均為實(shí)數(shù)，將復(fù)數(shù)z=x+iy及ζ=ρeiθ=ρ（cosθ+i sinθ）代入式（1）中，并分開實(shí)部與虛部則可得
水泥技術(shù) 2015年5期2015-09-01
- 單釘機(jī)械連接孔邊應(yīng)力及失效分析
果及分析2.1 孔邊應(yīng)力分析對(duì)表2 中五種不同鋪層層合板進(jìn)行有限元應(yīng)力分析，釘孔受壓邊角度規(guī)定如下：沿釘孔受壓邊中點(diǎn)逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。如圖3-圖7 所示， 分別為各層合板每種角度鋪層孔邊的von Mises 應(yīng)力分布曲線， 從圖中可以看出， 不同鋪層比例的層合板其孔邊應(yīng)力分布大致相同，均具有如下的分布規(guī)律：對(duì)于0°鋪層，其最大應(yīng)力出現(xiàn)在孔邊0°附近， 對(duì)應(yīng)于單向?qū)雍习逯械睦w維方向；對(duì)于±45°鋪層，其最大應(yīng)力分別出現(xiàn)在孔邊+45°、-45°附近， 同
教練機(jī) 2014年3期2014-12-02
- 圓孔孔邊的應(yīng)力集中分析及優(yōu)化
界。由于討論圓孔孔邊的應(yīng)力集中問題，宜采用極坐標(biāo)。首先將外部直邊界變換為圓邊界，為此作如下等代變換：以圓點(diǎn)O 為圓心，以遠(yuǎn)大于a 的長(zhǎng)度b 為半徑作一大圓。根據(jù)應(yīng)力集中的局部性，在大圓的周邊上任一點(diǎn)A 處的應(yīng)力與無孔時(shí)相同，即σx=q，σy=τxy=0。應(yīng)用坐標(biāo)變換公式，可得A 點(diǎn)的極坐標(biāo)分量：于是矩形板轉(zhuǎn)換成了內(nèi)半徑為a、外半徑為b的厚壁圓筒的一個(gè)截面，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]可以得到圓孔孔邊的應(yīng)力計(jì)算公式：根據(jù)上述公式可以得到如下結(jié)論：（1）沿孔邊（r=a）
鍛壓裝備與制造技術(shù) 2014年6期2014-07-01
- SH波入射下半空間垂直界面附近對(duì)稱圓孔的動(dòng)應(yīng)力分析
界面之間的距離對(duì)孔邊動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)的影響。1 理論模型無限半空間介質(zhì)由雙相介質(zhì)垂直界面分為左右兩部分，穩(wěn)態(tài)SH波由左側(cè)空間入射，同時(shí)在左右兩側(cè)分別含有一個(gè)圓形彈性孔洞缺陷，其理論模型如圖1所示。其中，SH波的入射角度記作α0；介質(zhì)Ⅰ、Ⅱ的彈性模量和密度分別設(shè)為μ1、μ2和ρ1、ρ2；圓形孔洞半徑設(shè)為R，其圓心到半空間水平表面與垂直界面的距離分別設(shè)為h和d。同時(shí)建立如圖所示坐標(biāo)系x1O1y1，x′O′y′，x″O″y″，x2O2y2，它們之間的關(guān)系如下:z1
上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào) 2013年5期2013-11-09
- 平面桁架內(nèi)力求解的“奇怪”現(xiàn)象分析
出，在剪狀態(tài)下，孔邊補(bǔ)強(qiáng)對(duì)于減少腹板上的應(yīng)力集中有很好的效果.在純剪狀態(tài)下，包邊補(bǔ)強(qiáng)是最優(yōu)的選擇，并且在保證補(bǔ)強(qiáng)片不增大脫膠時(shí)，補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，有利于減小腹板的應(yīng)力集中的效果，與Guo S等[9－10]研究結(jié)論一致.圖7 孔邊最大應(yīng)力值5 結(jié)論本文通過數(shù)值模擬方法研究了復(fù)合材料開孔工字梁在剪切力作用下孔邊應(yīng)力及補(bǔ)強(qiáng)分析，討論了開孔間距，開孔距離梁下緣條的高度及開孔形狀對(duì)孔邊應(yīng)力分布的影響，并針對(duì)水滴型孔研究了三種補(bǔ)強(qiáng)方式對(duì)孔邊應(yīng)力水平的影響.得到了以下結(jié)論
- 數(shù)字散斑法研究材料應(yīng)變疲勞壽命的實(shí)例分析
GH4169材料孔邊名義的應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系與疲勞循環(huán)次數(shù)的相關(guān)性，研究方法及結(jié)果對(duì)于建立材料損傷與壽命的聯(lián)系、探索壽命預(yù)測(cè)方法有很好的借鑒作用。1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試件①力值加載設(shè)備為MTS809材料試驗(yàn)機(jī)，載荷讀數(shù)精度為0.5%，攝像用空間分辨率為768×576像素的CCD；②試件的材料為 GH4169，其 σ0.2=1 245MPa；σb=1 460MPa，試件及尺寸如圖1所示；③通過利用交替噴灑黑漆點(diǎn)和白漆點(diǎn)的方法，預(yù)先在試件孔周的表面上制成隨機(jī)分布的白光散
科學(xué)之友 2013年1期2013-01-23
- 受線性載荷作用的含加強(qiáng)圓環(huán)無限大板解析解
于幾何不連續(xù)而在孔邊產(chǎn)生的應(yīng)力集中往往是含孔結(jié)構(gòu)失效的主要因素，因而確定孔邊的最大應(yīng)力并采取措施予以加強(qiáng)一直是人們十分關(guān)注的課題［1－6］。在孔的內(nèi)側(cè)粘貼異質(zhì)加強(qiáng)環(huán)（層）是一種減小孔邊應(yīng)力集中的有效方法，并在工程中得到廣泛應(yīng)用。求得這類問題的閉合解，有助于合理選擇加強(qiáng)環(huán)（層）的材料及其厚度，從而可獲得降低應(yīng)力集中的最佳效果。為此，人們采用各種方法對(duì)此類問題進(jìn)行了分析和計(jì)算。文獻(xiàn)［2］采用Airy應(yīng)力函數(shù)法分析了此類問題，并獲得了加強(qiáng)環(huán)的最佳剛度和厚度。文獻(xiàn)
- 加工硬化引起的圓孔邊應(yīng)力集中數(shù)值分析
加工硬化引起的圓孔邊應(yīng)力集中數(shù)值分析卞步喜1，劉一華1，丁曙光2（1.合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，合肥 230009；2. 安徽江淮汽車股份有限公司，合肥 230601）由于切削力的作用，鉆孔后會(huì)在孔口附近形成加工硬化層。根據(jù)硬度與彈性模量之間的關(guān)系，將硬化層簡(jiǎn)化為一個(gè)異質(zhì)圓環(huán)，應(yīng)用有限元軟件MSC.Patran&Nastran對(duì)鉆一小圓孔的Q235鋼板的單向拉伸進(jìn)行了數(shù)值分析。研究表明，加工硬化對(duì)孔邊附近的應(yīng)力影響較大；孔邊的應(yīng)力集中系數(shù)隨硬化層的
制造業(yè)自動(dòng)化 2011年10期2011-01-19