航空结构的连接件内力分析探讨

航空结构疲劳分析的难点在于计算细节疲劳额定强度(DFR)计算,而结构的细节疲劳额定强度关键在于准确地得到紧固件载荷分布,找到最危险铆钉位置及R/P值。使用解析法能得到较准确的结果,但只能对简单、规则连接件进行计算。采用有限元方法,则可以对绝大多数连接件进行模型简化,通过单元的准确模拟,精确地得到内力分布。     

基于ABAQUS技术的连接件分析与改进设计

运用三维机械设计软件Creo Parametric2.0完成了连接件的三维造型,将其导入到ABAQUS软件中,根据实际工况对其进行了有限元仿真分析。结果表明强度、刚度存在问题,根据薄弱环节对其进行了改进,改良结果符合指标要求。     

装载机铲斗强度分析方法研究

传统铲斗强度分析方法仅仅通过有限元法选取铲斗极限工况进行强度计算,其计算结果明显偏大,设计偏于保守,不利于实现铲斗的轻量化设计.针对以上缺陷,借助离散元素法,建立基于物性参数的碎石和铲斗的仿真接触模型,通过动力学仿真定义铲斗运动特性,获取铲斗在散体力作用下所受动载荷,结合有限元方法对其进行强度计算,并通过应力测试试验验证了该理论方法的可靠性,同时与传统的强度计算结果进行对比.对比结果表明,采用离散元-有限元耦合分析铲斗强度更贴近于实际情况,为铲斗和其它工作装置的设计和优化提供新的参考.     

非圆孔对螺栓连接结构被连接件弹性回弹量的影响

在使用德国VDI 2230标准进行螺栓强度校核的过程中,会涉及到被连接件弹性回弹量计算,其中螺栓孔形状的不同会影响被连接件弹性回弹量的值,从而对螺栓强度的校核结果产生影响。对椭圆形孔的被连接件弹性回弹量仿真计算结果和其通过VDI推导公式计算结果进行对比,确认了被连接件回弹量VDI推导公式的正确性。所做的研究为带椭圆孔被连接件的螺栓连接提供了技术支持。     

基于弹塑性理论的舱体连接件计算分析

航天飞行器采用弹性理论分析连接件强度,无法充分发挥材料性能,飞行器轻质化设计难度大。为了解决上述问题,文中采用站位等效载荷法和弹塑性理论,利用ABAQUS有限元计算软件,根据站位载荷条件,计算舱体等效载荷作用点和相应等效载荷,选取四分之一的两个对接舱体并对其施加约束条件,将相应载荷条件施加其中一个舱体前端面,另一舱体后端面固定,采用弹塑性理论对舱体连接件进行有限元计算分析,该方法可对相关飞行器设计提供借鉴。     

连接件栓焊结合面动态特性因素仿真分析

针对对接式栓焊并用连接件进行有限元建模,研究影响栓焊结合面的动态特性影响因素,对螺栓预紧力、螺栓个数等因素进行仿真分析。通过仿真结果得到以上因素对栓焊结合面的影响规律,为栓焊连接件的实际应用提供可靠的理论依据。     

旋翼无人机折叠桨桨毂随机振动疲劳分析

旋翼无人机折叠桨桨毂是折叠桨和电机连接的重要结构,电机螺旋桨产生的随机振动是桨毂结构失效的主要原因。为了对桨毂进行振动疲劳分析,采用有限元分析软件对桨毂结构进行了模态分析和随机振动分析,结合仿真结果对桨毂结构进行优化改进。对改进前后的桨毂结构进行疲劳寿命计算及飞行试验,验证设计方法的可靠性。该设计方法可以推广应用到各类旋翼无人机产品中连接件的设计。     

某电动汽车动力电池箱随机振动仿真与试验

为保证装载在新能源汽车上的动力电池包在实际道路上运行的可靠性及安全性,需对电池包进行随机振动工况的可靠性验证。本文基于通用有限元软件ANSYS,对某动力电池汽车的动力电池箱进行随机振动工况下的仿真计算。最后通过随机振动试验对仿真分析结果进行了对比验证,保证有限元方法的正确性,得出了基于仿真分析的随机振动工况动力电池强度评估标准。     

部分连接组合梁连接件剪切载荷计算分析

针对某型飞机挂架系统改型中设计的组合悬挂梁，应用截面整体变形法计算分析连接件的剪切载荷。首先建立了适当的计算模型，并详细地阐述了应用截面整体变形法进行分析的过程和思路，然后分别应用截面整体变形法、弹性理论方法和有限元方法对组合悬挂梁连接件剪切载荷进行求解，最后将所得计算结果进行比较，证明了截面整体变形法在组合梁连接设计中是有效的，并且可用于其它各种组合梁的连接设计与强度分析。     

基于模态相关性的高速受电弓静强度分析

为了分析高速列车在运行时空气对受电弓的影响程度,提出了一种基于模态相关性的静强度分析方法。通过有限元仿真软件计算得到受电弓的模态参数,同时搭建与有限元模型相同高度的高速受电弓模态测试系统,将得到的试验模态参数与仿真结果进行相关性评估,验证高速受电弓有限元模型的可靠性。考虑空气动力学在列车运行时对受电弓的影响,对施加风阻接触力的受电弓有限元模型进行静强度分析。分析结果表明,高速受电弓满足强度要求。     

基于UG的吊具拉杆有限元分析及优化设计

吊具在汽车生产车间被广泛使用,若存在设计缺陷,长期使用下吊具拉杆会出现断裂的情况。针对拉杆应力集中、强度不够的问题,使用了UG的高级仿真模块对拉杆进行有限元仿真分析,论述了UG有限元高级仿真模块的操作方法和步骤,得到了实际应力分布情况和应力大小的结果,提出了采用增加肋板的方式来改善的方法,并对优化效果再次仿真分析,证明了优化设计的可靠性和准确性。     

累积损伤方法估算复合材料多钉连接强度

建立了分析复合材料多钉连接结构的三维有限元模型,针对多钉连接计算过程中接触状态非线性和累积损伤过程非线性造成的计算成本大和难收敛的问题,本文提出利用显式算法对多钉连接件的拉伸过程进行求解,分析多钉连接件在拉力载荷作用下的损伤演化过程,实现了对复合材料层合板机械连接结构整个承载过程的数值仿真模拟,同时进行了复合材料层合板多钉连接件的双剪拉伸试验。对比数值计算与试验结果发现,利用子程序结合显式算法计算得到的复合材料多钉连接强度值与试验相比,误差最大不超过7%。     

SiC／Fe／SiC连接件高温温度场分布的计算

采用有限元方法对SiC／Fe／SiC高温钎焊连接件进行了三维温度场分布的有限元计算分析,以期对该连接件热力耦合条件下的应力分析提供热分析结果,计算表明,在连接件的边界、棱角处由于其曲率半径的影响,使得该区域具有较高的自由能,温度较其他区域高。     

塔设备裙座支撑区可靠性分析

采用有限元分析软件ANSYS,对塔设备裙座支撑区的可靠性进行有限元分析,并基于计算结果对该塔设备裙座支撑区的可靠性及参数敏感性进行分析和评价,为机械设备强度的可靠性设计提供有益的参考。     

基于飞行数据的功率分出轴强度和疲劳分析

功率分出轴是航空发动机的重要部件,作为飞机和发动机之间的动力连接件,无法备份,其可靠性要求极高。根据飞行中实测分出轴的轴向变形情况,结合工况分析和设计要求,利用有限元软件ANSYS对采用膜盘联轴器设计的功率分出轴进行强度分析和疲劳寿命分析。结果表明,功率分出轴的静强度足够;整个结构中膜盘的疲劳寿命较短,膜盘外侧易发生沿圆周方向的疲劳破坏。     

装配应力对飞机管道随机疲劳寿命的影响分析与试验验证

针对飞机液压管路连接件疲劳断裂问题,基于随机振动理论对带有轴向装配偏差的液压导管进行疲劳寿命预估。从建立真实飞机液压系统管路连接件有限元模型入手,分析轴向装配偏差产生的装配应力对结构的影响规律,通过试验获取不同轴向偏差下的管路连接件的阻尼比。利用有限元分析软件进行随机振动分析,获取危险部位的应力响应功率谱密度函数,结合Miner线性损伤理论,对含有装配应力的管路连接件进行了随机振动疲劳寿命预估。设计并进行了管路共振疲劳试验,发现管道裂纹萌生位置及疲劳寿命下降趋势与仿真结果契合,仿真及试验结果表明当轴向偏差达到0.8 mm时,严重影响到了飞行安全。研究成果为航空液压管路的设计及装配理论研究提供理论参考和技术支撑。     

复本材料与金属榫槽粘接结构强度可靠性分析

采用有限单元法分析复合材料榫槽粘接结构应力分布,确定结构上强度危险区域,发现结构薄弱区域位于胶层上.考虑由于加工工艺引起的结构胶层厚度及胶粘剂材料参数的不确定性,将胶层厚度及胶粘剂材料参数作为随机变量,分别采用Monte-Carlo法、二次响应面法、改进的一次二阶矩法和重要抽样法,借助有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对榫槽结构进行强度可靠性分析.几种可靠性分析方法分析结果发现:在计算结果近似相等的情况下,蒙特卡罗法计算时间明显长于其他可靠性分析方法,而且二次响应面法和重要抽样法计算结果更接近于蒙特卡罗法计算结果.因此,使用二次响应面法和重要抽样法对结构进行可靠性分析不但可以保证精度,也可以节省计算时间.     

管路连接件粗糙表面接触力学与密封性能分析

为研究真实管道连接件在拧紧力矩作用下的接触状态和密封机制,从而有效控制管路密封性能,以真实管路连接件为研究对象,对粗糙接触表面真实接触形貌数据进行实测,通过逆向建模工程建立粗糙接触表面有限元模型,利用有限元仿真分析方法得出真实接触面积比与平均接触应力的关系。结果表明,在开始施加位移载荷时同时发生弹性与塑性变形,随着载荷的增加,发生塑性变形区域越来越大,形成真实接触区域部分也逐渐增加。基于逾渗理论对接触界面进行栅格化模型模拟,通过寻径算法得出接触界面达到密封时所需要的最小真实接触面积比,结合仿真结果得到管路连接件接触表面达到密封时所需要的最小接触应力值。研究结果为管路连接件密封性能仿真分析提供重要密封评判指标,也进一步通过仿真分析得到管接头密封条件下的最小拧紧力矩提供参考。     

基于NASTRAN矫直机机架的有限元分析

采用有限元分析软件NASTRAN对矫直机机架强度刚度进行了有限元仿真分析,并对机架应力进行测试.将有限元计算结果与实测结果进行了分析对比,验证了有限元分析结果的合理性和准确性.     

动车组排障器结构非线性强度计算和试验验证

针对某动车组排障器的结构特点及材料的力学性能,建立排障器三维有限元分析模型,定义接触关系,考虑摩擦系数,进行预紧力及纵向压缩工况的接触非线性强度计算,给出了排障器的应力分布,计算得出各部件及焊缝安全系数均大于1.2,并进行试验验证,将仿真结果与试验数据进行对比分析,发现应力较大点发生在纵向螺栓连接件附近的焊缝处,其它部位焊缝应力值不大,两者整体的的变化趋势基本一直,误差范围在10%以内,表明计算建模的可靠性,为今后模型的优化改进方案提供参考依据。