基于等效寿命的航空铆接疲劳特性试验研究

通过二级变幅载荷谱试验与Elber模型相结合分析搭接铆接结构疲劳特性,讨论铆接参数对疲劳断口特征及疲劳寿命的影响。结果表明:疲劳裂纹萌生于搭接板内的多个位置,裂纹源及断裂截面位置受铆接参数及疲劳载荷水平影响;对于较大铆接力下疲劳载荷影响更显著,使用基于Elber裂纹张开应力模型的等效裂纹扩展速率能较好反映铆接工艺及第二弯曲效应影响下的结构疲劳寿命;通常情况下增大铆接力有利于提高疲劳寿命,但其变化规律依赖于疲劳载荷的水平;Smax=100 MPa时,增大铆接力对于4 mm铆钉试件提高疲劳寿命效果显著,但Smax=150 MPa时,较高的铆接力会导致疲劳寿命的增益出现衰减。     

飞机薄壁构件铆接干涉配合的数值模拟

为提高飞机铆接工艺试验的预见性,建立飞机薄壁构件铆接干涉配合的数值模拟模型。该模型应用有限元软件ANSYS LS-DYNA,数值模拟单个铆钉在铆接干涉配合中的动态过程,分析在不同外伸量的工艺参数下与所形成的干涉量的关系以及相对应的铆接疲劳寿命。仿真结果表明：在满足相同的墩头尺寸和外观要求下,外伸量为1.1D～1.2D之间时铆接的干涉量均匀分布且铆接的质量最高,疲劳寿命增益最大。     

大直径、大长径比铆钉一次成型电磁铆接工艺

结合运载火箭大直径、大长径比铆钉结构特点,研究一次成型电磁铆接工艺.设计铆接模具,制定最优工艺参数,进行工艺试片试验,通过剪切、拉脱试验、微观金相分析等验证模具及工艺参数铆接质量可靠性.设计产品电磁铆接工艺流程,完成型号产品应用实践并进行外观分析,实现大直径、大长径比铆钉一次铆接成型.解决大长径比铆钉手工气动锤铆的成型...     

夹层结构自冲铆接头疲劳性能的研究

以不同泡沫金属为夹层进行自冲铆接头疲劳试验,采用二参数威布尔分布检验疲劳数据,并拟合各组试样的S-N曲线。用扫描电子显微镜观测不同疲劳区接头的典型疲劳断口,分析裂纹萌生形式,研究接头在不同应力下的失效机理。结果表明:以泡沫镍为夹层的接头疲劳寿命明显优于泡沫铁镍为夹层的接头;泡沫镍在微动过程中迁移流动能力较强,在磨屑床中起第三体润滑承载作用;接头的疲劳裂纹萌生于接头的铆接点下板或铆孔中心的下板一侧区域;铝合金疲劳源区晶粒滑移呈不均匀性,疲劳裂纹萌生于金属夹杂物、第二相处;接头的裂纹扩展区可观察到大量密集分布的疲劳条带,并伴有较深的二次裂纹;在瞬断区,铝合金自冲铆接头呈韧窝形貌。     

2.25m助推器筒形壳段高精度装配及自动钻铆技术

针对2.25 m助推器筒形壳段的装配和铆接,开展了无毛刺制孔刀具和工艺参数研究、电动压力铆接技术研究、电动压力铆接与气动锤击铆接剪切力对比研究和自动钻铆技术的工艺流程分析研究,得出最佳制孔和铆接参数,通过剪切力试验,得出电动压铆接头剪切力的离散性较小,铆钉成型一致性好.     

钛合金结构电磁铆接工艺的研究

针对某型飞机鸭翼钛合金框采用普通铆接方法铆接钛铆钉存在的问题,提出采用电磁铆接技术的解决方案,得到铆模尺寸、铆钉外伸量和铆接电压等工艺参数。针对钛合金框的几何形状设计出一种偏心铆接装置。结果表明,电磁铆接较好地解决普通铆接方法铆接钛合金铆钉存在的镦头裂纹等问题。     

钛合金结构电磁铆接工艺研究

针对某型飞机鸭翼钛合金框采用普通铆接方法铆接钛铆钉存在的问题，提出采用电磁铆接技术的解决方案，得到铆模尺寸、铆钉外伸量和铆接电压等工艺参数。针对钛合金框的几何形状设计出一种偏心铆接装置。结果表明，电磁铆接较好地解决普通铆接方法铆接钛合金铆钉存在的镦头裂纹等问题。     

复合材料电磁铆接技术研究现状及展望

电磁铆接是实现复合材料干涉配合连接的有效途径,通过控制适当的干涉量能有效提高复合材料初始挤压破坏强度,同时能延长连接件的疲劳寿命。随着有限元技术的发展,数值模拟将在复合材料电磁铆接中扮演越来越重要的角色。总结复合材料电磁铆接技术在国内外的研究现状,并对其发展趋势进行展望。     

发动机液氧冷却导管断裂失效分析

发动机连续地面长程试车过程中，1根Ф11mm×1.5mm的液氧冷却导管断裂，断口位于焊缝热影响区，焊缝断口形貌显示为疲劳断裂。通过晶相分析、动力学仿真、疲劳试验和微观形貌分析，断裂主要原因为导管焊缝背面余高呈现较大散差、焊缝热影响区应力集中，导致寿命裕度降低、在发动机长时间工作条件下疲劳开裂。通过控制焊接余高和改为自动焊接工艺，可提高导管疲劳寿命。导管疲劳试验和地面试车验证了改进方法的有效性。     

复合材料/铝合金黏接-自冲铆接头力学性能

为探究碳纤维复合材料黏接-自冲铆复合接头力学性能,对厚度为1.5 mm的碳纤维复合材料及5052铝合金板材分别进行自冲铆接,结合dp460环氧树脂黏接-自冲铆复合连接及黏接3种不同工艺制作单搭式接头,通过剖面直观检测分析法对接头成形进行质量评价,由拉伸-剪切试验获得各组接头的静破坏载荷及失效位移,并计算相应能量吸收值。结果表明:黏接-自冲铆复合连接工艺可以实现对碳纤维复合材料与5052铝合金板材的有效连接,其复合接头静破坏载荷比自冲铆接接头增加160%,为5 425.2 N;与黏接接头相比,黏接-自冲铆复合接头能量吸收能力更强,是前者的2倍;失效模式为在铆接位置发生纤维层断裂,黏接处发生混合破坏,搭接区域的5052铝合金板上出现纤维层残留;失效机理为铆钉刺入破坏纤维材料的连续性,在黏接剂的作用下断裂的纤维层黏接在上板并与下板分离。     

摩擦片铆接工艺有限元分析

摩擦片总成的制造过程中广泛使用铆接工艺技术,使用传统的单面铆接工艺后,摩擦片在使用过程中易出现摩擦块与芯板连接松动,造成制动失效;采用二次铆接工艺后,很好地解决了摩擦块松动的问题.利用ABAQUS有限元分析软件模拟了单面铆接及二次铆接2种工艺下铆接结构的变形和受力情况,改进后铆接结构的实际应用证明了仿真分析结果的正确性.     

随机载荷作用下自行火炮扭カ轴疲劳可靠性分析与仿真

建立了自行火炮虚拟样机，仿真获得了各典型工况下扭力轴的扭矩载荷时间历程。通过有限元分析、计数统计和合成扩展，获得了扭力轴花键根部最危险部位的全寿命里程二维疲劳应力设计谱。考虑了几何尺寸和疲劳强度影响因素的随机性，利用Monte-Carlo抽样和3-6-1 BP网络仿真了疲劳横向应力的概率密度函数，并获得了扭力轴的p-Sa-Sm-N曲面方程。研究了疲劳横向随机性和纵向随机性的本质区别和计算方法，结合修正二维概率(MTP) Miner准则理论，对扭力轴进行了疲劳可靠性分析。建议扭力轴的大修周期为12 000 km.     

基于修正Corten-Dolan模型的机体结构延寿方法研究

针对机体延寿工作的复杂性,从疲劳损伤积累的角度研究机体结构的延寿方法。利用剩余强度衰减退化修正的Corten-Dolan模型计算机体结构疲劳关键件的疲劳损伤累积量,推导了载荷服从正态分布时的疲劳可靠度和k级载荷下剩余疲劳寿命估算公式。根据疲劳损伤的积累量,将疲劳寿命折算成日历寿命。提出机体结构延寿分析流程并进行案例分析,寿命加速实验结果表明各关键件均达到延寿要求,说明该方法具有一定的参考价值。     

车辆支撑件的疲劳寿命分析

车辆在各种崎岖道路上行驶时,经常受到严重的振动和冲击,工况条件恶劣,损伤严重,支撑件经常出现疲劳裂纹及断裂等疲劳问题.针对此问题利用一种基于CAE技术的疲劳寿命方法对车身支撑件进行了疲劳性能分析,发现底板和侧板的过渡处为薄弱环节.通过对采用整体式和焊接式结构的支撑件寿命信息对比,认为初始设计时的焊接式结构是不合理的,采用整体式结构将会大大提高支撑件的疲劳寿命.     

基于蒙特卡洛模拟的身管疲劳寿命加速试验与分析

为解决身管疲劳寿命试验时间长、费用高等问题,提出对身管进行加速寿命试验。基于蒙特卡洛方法对身管疲劳寿命的加速试验进行模拟,得到身管疲劳寿命的分布规律,同时对加速试验的基本假设进行验证,并估计出加速模型的参数。研究表明,身管的疲劳寿命在不同加速应力水平下均服从对数正态分布,加速因子与应力水平呈指数关系,通过加速模型估计的正常应力水平下身管疲劳寿命值与试验值之间的误差较小,验证了身管疲劳寿命加速试验的可行性。该研究为今后开展身管疲劳寿命的加速试验以估计身管疲劳寿命提供了一种理论方法。     

车轮动态径向疲劳寿命预测

为解决汽车车轮安全使用性能和寿命要求的问题,对车轮动态径向疲劳寿命进行预测。建立车轮在径向 疲劳试验工况下的有限元模型,通过施加呈余弦函数分布的径向载荷,结合车轮的动态特性,运用nCode DesignLife 软件对其进行疲劳分析,预测车轮在径向疲劳实验时的疲劳寿命。研究结果表明：车轮的轮辐中部、内轮缘、轮辋 内胎圈座处和轮辋内侧是疲劳损伤的主要部位,可为车轮结构的进一步优化提供依据。