残余应力场对民机焊接壁板裂纹扩展速率影响的研究

为了降低大型民机焊接壁板结构疲劳裂纹扩展试验成本,缩短焊接工艺在新型飞机壁板结构上应用的研究周期,利用Abaqus有限元软件,采用预定义温度场法模拟焊接残余应力场,通过有限元模拟得到裂尖应力强度因子值,结合大型焊接壁板结构特点,利用蒙皮材料参数,采用Pairs公式,预测焊接壁板的裂纹扩展速率,并基于该模型研究不同应力比与焊接工艺下试样的疲劳裂纹扩展速率。研究发现,残余应力使有效应力比Reff增加,但随着应力比的增加,影响逐渐降低;有效应力比的变化趋势与残余应力分布趋势相同。焊接残余应力提高了焊接构件的裂纹扩展速率。通过与试验结果进行对比,验证了文中所使用方法的可行性。     

一种Z形加筋焊接壁板压缩失稳极限载荷的求取方法及有限元分析

以大型Z形加筋焊接壁板为研究对象,结合理论分析和Abaqus有限元模拟研究了其压缩失稳极限载荷,为大型焊接壁板的应用提供理论支持及有限元模拟方法,节约试验成本、提高工作效率。理论部分研究了有效宽度和惯性半径之间的关系,以及当蒙皮与长桁材料不同时的平均载荷的求取方法。有限元模拟分析通过提取载荷比例因子(LPF)的极值确定壁板的极限载荷。为提高模拟的准确性,根据焊缝的强度及云图判断开焊顺序,研究开焊过程中的极限载荷的变化,确定极限载荷范围。理论值和模拟值与实验值对比验证。最后模拟分析了材料弹性模量对极限载荷的影响,由分析结果可知适当提高长桁材料的弹性模量更有利于增大整体极限载荷。     

含离散源损伤复合材料加筋板剩余强度及其修理技术研究

飞机复合材料结构在使用过程中难免遭受离散源损伤,这种损伤会严重降低结构的承载能力。针对含穿透性切口的复合材料加筋板,采用试验和数值分析方法研究其拉伸载荷作用下的剩余强度,并根据设计应变设计了金属补片机械连接修理方案,提出了一种评估复合材料机械连接修理结构剩余强度的数值分析方法。分析方法以有限元模拟为主,用壳元模拟层压板,用梁元模拟紧固件,用多点约束模拟紧固件与孔的接触,用0°层点应力准则预估复合材料破坏载荷。通过试验验证了评估方法,得到了修理结构强度恢复率。本文的研究对于飞机复合材料结构修理技术研究有一定的借鉴意义。     

焊接仿真技术应用研究

钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀性能好等优良的特性,因此,它广泛应用于航空航天制造领域。对于成形好的钛合金的飞机壁板而言,由于其强度与刚度的要求,常利用激光焊接在成形好的钛合金飞机壁板上焊接加强筋结构。本文基于SYSWELD对某飞机的加强壁板结构进行激光焊接的数值模拟,对其焊接的过程进行仿真,得到焊接温度场分布、应力、应变分布以及壁板的变形等。     

加筋结构后屈曲有限元建模方法研究

预估加筋结构的承载能力对飞机设计极为重要,对整体加筋结构和铆接加筋结构分别拟定一系列不同的有限元模型化方法,考虑材料和几何非线性进行后屈曲分析。对比试验数据和分析结果可知,选取合适的离散化方法可以准确预估这两种结构形式的破坏载荷。对含有整体加筋板和铆钉连接的机翼盒段进行后屈曲分析验证,有限元预估值与试验数据吻合很好。     

焊接残余应力对十字防屈曲支撑内芯屈服行为的影响

采用有限元软件MSC.Marc对某抗震用十字形截面的防屈曲支撑内芯进行有限元建模,求解其焊接后的残余应力,并对其轴向受力状态进行了分析,依据求出的结构承载后应力大小及分布情况,评估焊接残余应力对支撑内芯屈服行为的影响。结果表明:承载时受焊接残余应力的影响,内芯局部的应力先达到屈服强度,此区域(受拉时在右焊缝附近,受压时在远离焊缝的区域)首先发生屈服,继续加载后内芯才全部屈服失效;这使得内芯所承受的轴向拉伸载荷与轴向压缩载荷均小于设计值。     

整体加筋壁板剪切试验件改进设计与试验验证

对整体加筋板试验件的结构形式和剪切试验的提前失效进行了阐述,通过有限元模拟分析其失效原因,进而对结构设计改进。基于有限元分析,试验验证结果表明,改进后的试验件发生剪切失稳后继续承载,直至破坏,失效模式正确;改进后的试验件破坏载荷是前期试验件的2.78倍,明显提高了结构的承载能力,说明剪切试验件角区细节设计至关重要。研究成果为整体加筋壁板剪切试验提供了设计思路和试验支持。     

筋条分层损伤复材加筋壁板的稳定性分析及修理

从工程实际问题出发,采用有限元方法,模拟典型结构/典型分层类型,对某型飞机筋条带分层损伤的复合材料加筋壁板稳定性进行计算分析,针对分层原因提出损伤控制和修理的工程可行方案。全尺寸带分层损伤结构静强度试验表明壁板稳定性决定结构整体承载能力,由于筋条分层提高壁板工作应力的同时降低了蒙皮局部支持刚度,导致初始失稳载荷及总体承载能力的下降。试验结果较好的印证了有限元分析方法的正确性。     

含纵向裂纹机身壁板损伤容限性能试验与分析

对民用飞机含纵向裂纹机身加筋壁板在增压和轴向拉伸联合载荷作用下进行损伤容限试验和数值仿真分析。通过试验深入研究了机身壁板的裂纹扩展规律和剩余强度特性,借助Ansys有限元软件计算了不同裂纹长度下的应力强度因子,对裂纹扩展寿命进行了预测,基于线弹性断裂力学给出了剩余强度特征曲线,并进行了试验结果和计算分析的对比。研究结果表明:数值分析与试验结果吻合良好,可为机身壁板损伤容限设计及评定提供依据。     

机身壁板内压载荷强度试验方法研究

机身壁板内压载荷试验方法研究是飞机结构强度研究的重要内容。按照机身壁板内压载荷试验边界条件模拟的要求,分别对承受内压载荷机身壁板曲边和直边边界条件模拟方法进行了分析,确定了用气密端板模拟机身壁板曲边边界条件和用"D"字形夹具模拟机身壁板直边边界条件的强度试验方法。通过设计生产机身壁板试验件和试验装置,对该试验方法进行了验证试验。试验实测应力分布较为合理,且与理论解基本相符,证明了该方法的正确和有效性,可为承受内压载荷机身壁板结构选型试验提供参考。     

关于自由度的计算

关于自由度的计算,已经引起了世界上许多学者的注意。本文提出了“根据机械系统的闭合特点,割断机架分析末杆运动,在同一瞬间把末杆与机架焊接,重新形成原机械系统”的理论,来计算机械系统（包括机构、结构）的自由度。本文阐明了机械系统中的静不定次数和自由度数的内在联系;为判断机械系统能否实现有限位移提供了必要性判据,同时为判定机械系统是否能作为结构提供了充分性判据;揭示了静不定和自由度的物理意义;严格地说明了把机构分成六个族是错误的,机构分族的观点是毫无意义的。根据上述理论,我们导出了闭合数计算公式、自由度数计算公司以及静不定次数计算公式。用这些公式可以毫无例外地按机械系统（包括机构、结构）的构造,正确地计算出它的自由度数和静不定次数。     

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。     

车辆主要噪声源识别方法的研究

描述了车辆车外主要噪声源的两种常用识别方法即声强法和声压法,给出了小客车车外噪声源的声强法和声压法的对比识别结果。这两种方法对比识别结果表明：在声源愈单一的情况下,声强法与声压法识别结果的相差愈小;在声源愈复杂的情况下,声强法与声压法识别结果相差愈大。     

球开蜗杆砂轮的磨齿原理及其球基螺旋面参数

提出用球开蜗杆砂轮连续分度展成磨削内齿轮的概念,阐述了其磨齿原理.建立了砂轮的球基渐开螺旋面议程和分度球面螺旋线方程,给出螺旋运动参数,螺旋线导程,螺旋升角的定义及计算式.     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

球形滚刀的理论研究

对球面螺旋面进行深入的理论研究。给出了球面螺旋线导程、螺旋运动参数、球面螺旋升角的定义及新公式。建立了球形滚刀各螺旋面方程、刃口方程及侧后角计算等一整套新公式,可作为设计制造滚刀时的参考,总结出球形滚刀存在的有理论误差及减少误差的方法。最后给出了设计实例。     

非负二元函数最大值求解的复变函数法

二元函数优化问题在许多工程问题中广泛存在,其全局寻优方法一直是人们研究的热点问题之一。基于复变函数中解析函数最大模理论针对一类非负二元函数的全局寻优问题提出了一种高效方法,它可以将目标函数在有界二维区域上的寻优问题简化为一维全局优化问题的求解,给出了方法可行性的理论依据,并用三个算例验证了方法的有效性。方法和结论一方面可直接用于解决解析函数应用场合中的优化问题;另一方面对于适用的二维数学优化问题可实现高精度、高效率的全局寻优。     

无起拱烧结机新理论的研究

通过多年的试验研究，发现烧结机台车起拱是由台车过剩力矩所引起，提出了一种利用液压阻力矩方法及装置自动消除烧结机尾部台车过剩力矩的理论。依据该理论所设计的烧结机消除了台车起拱，因而避免了台车磨损，减少了漏风率。     

一类蜗杆传动啮合方程的研究

本文导出了某一类蜗杆传动的啮合函数一般公式,它适用于轨迹曲面蜗杆（这种蜗杆齿面由一条曲线作刚体运动而产生）传动和化为这种类型的蜗杆传动。文中对加工蜗杆齿面时刀刃曲线的不同形状,依据公式得到了相应蜗杆传动啮合方程的可解规律。工业生产中几种重要的蜗杆传动的啮合方程,都可化为关于某参数的至多四次代数方程。     

金属强度的周期性及新型元素周期表

本文讨论了有关金属学的二个内容：1）提出并讨论了金属强度按原子序数排列具有周期性;2）提出并设计了新的螺旋型元素周期表。