基于有限元建模的某飞机连接件螺栓头断裂分析

某飞机连接件的模拟试件在进行疲劳试验时发生了连接件螺栓头的早期断裂;利用ANSYS软件建立试件的三维非线性接触模型进行了应力分析,并用SEM对脱落螺栓头进行了断口分析。结果表明:由于连接件的厚度效应使得螺栓受到弯曲应力以及截面处挤压应力的共同作用,因而螺栓在高拉应力水平下发生了低周疲劳破坏;通过设计大刚度的复合型夹具使该问题获得了解决。     

板间摩擦对飞机典型连接件细节应力的影响

基于Ansys软件,提出了一种适用于高锁螺栓过盈配合连接件的螺栓预紧力准确模拟施加方法。考虑螺栓过盈配合、螺栓预紧力等特征,对飞机典型连接件的三维有限元弹塑性模型进行了建立。计算了不同板间摩擦下连接件危险部位的最大等效应力,并通过分析连接件上2个点应变值的变化规律,得出最大等效应力变化的原因。结果表明,最大等效应力随板间摩擦因数的增加,呈现先减小再增大的趋势,且为连接件板间的摩擦力传载和连接件上下板两自由端外翘综合作用的结果。该分析计算结果可为此类连接件的有限元分析和耐久性设计提供参考。     

圆弧形螺纹结构的承载特性研究

利用ABAQUS软件建立螺纹连接的轴对称有限元模型,对特殊的圆弧形螺纹结构承载特性进行分析,结果表明:圆弧形螺纹结构连接件的最大应力节点一般位于螺栓与螺母第一啮合齿的螺栓齿根处,轴向荷载主要由前三个啮合齿承担,最大应力值与外加荷载呈非线性性递增关系;以最大应力节点为起点,螺栓沿水平路径和竖直路径的应力演变特征鲜明,可以为连接件的结构优化和性能改进提供依据;当轴向荷载较小且公差配合间隙足够时,由于最大应力节点的位置发生变化,连接件的最大应力值会随螺栓与螺母的公差配合间隙出现明显波动。     

超临界水氧化反应器螺栓法兰连接件的有限元分析

利用ANSYS软件分别对超临界水氧化反应器的法兰连接件在预紧时和操作时的受力和变形情况进行有限元分析。通过对连接系统变形协调方程的确立,对反应器螺栓法兰连接件进行了整体分析和各个部件的单独分析,得到了各个部件的应力分布和变形的规律。     

反对称双犬骨螺栓连接强度可靠性仿真

为了确定反对称双犬骨螺栓连接件结构破坏起始位置和静强度可靠性。采用ABAQUS有限元软件建立连接件模型,分析紧固孔孔周应力分布;根据有限元计算结果,采用改进均值法和响应面法进行静强度可靠性仿真,同时对仿真结果进行比较。     

考虑界面端应力奇异性的螺栓连接支承面接触压力计算模型

将螺栓连接支承面接触问题简化为集中载荷和力矩耦合作用的有限刚度平头压模接触问题,利用BOGY特征值方程,分析双材料界面端应力奇异性发生的几何条件;依据GLADWELL接触力学理论,构建集中载荷和力矩耦合作用下平头压模接触压力计算模型,利用此模型分析螺栓预紧力、装配间隙和被连接件材料对螺栓连接支承面接触压力分布的影响规律。结果表明：在规定预紧力范围、装配等级和常用被连接件材料下,螺栓连接支承面不会发生退让接触,而界面端部出现明显的应力奇异性,其中预紧力变化对界面端应力奇异性强度影响不明显,但装配间隙和被连接件材料的变化对界面端应力奇异性强度影响显著;当被连接件材料弹性模量大于螺栓材料时,支承面内侧应力奇异性强度大于外侧,反之内侧应力奇异性强度明显小于外侧。此外,以平头压模为算例,采用有限元法验证了构建模型的准确性。     

受剪力的螺纹连接件的拉紧力

在图1中,在力 F_τ作用下,螺纹连接强度取决于承受剪应力的螺栓截面强度。应预先说明:螺纹连接件承受的拉紧力值往往取决于连接件的强度和连接的紧密程度。但是,随着力 F_τ的增长,一方面在螺栓的危险截面上出现和力 F_τ成比例增长的拉应力和扭转应力τ_(kp),这些应力都要减弱螺栓的     

结构刚度对机翼连接件连接螺栓载荷分配的影响

机翼连接件是静不定结构,载荷的传递很难用传统的静定结构进行受力分析。利用PATRAN/NASTRAN软件对机翼连接件进行有限元建模,对连接件存在的螺栓连接和端面接触问题,进行了合理的有限元模拟,重点分析了翼型结构特性对螺栓载荷分配的影响。为比较结构刚度变化对螺栓载荷的影响,分别调整连接件局部刚度和结构整体刚度,通过有限元分析,得出了螺栓载荷分配随结构刚度的变化规律,对机翼连接结构设计具有一定的参考价值。     

轴套长度对被连接件压缩变形体形状影响的研究

螺栓连接结构在其夹紧区域内压缩变形量的计算会受到压缩变形体形状的影响.为了探究更适宜的压缩变形体等效方式,基于压应力4次分布理论修正了与轴套接触的被连接件内压缩变形体的最小外径,得到被连接件轴向压缩变形量的修正解析式.对有限元仿真的节点应力进行曲线拟合和数值积分计算,得到螺栓的轴向压缩变形量.结果表明:螺栓连接结构夹紧...     

橡胶-尼龙-铝合金组合连接部位密封性能改进

利用非线性有限元分析软件Abaqus对机油泵喷油部位橡胶-尼龙-压铸铝合金组合连接件的密封特性进行分析,通过施以螺栓预紧力作用,得到其应力和变形位移。根据橡胶-尼龙-压铸铝合金混合连接件存在的问题,对密封部位的结构进行改进。改进后尼龙喷油管和密封圈的最大Mises应力和最大变形量都大幅降低,能够满足实际密封要求。     

基于3D有限元模拟的螺栓接头变形-内力关系及在设计中的应用

考虑螺纹的三维螺旋线形几何特征和各组件结合面之间的摩擦接触关系,利用MSC.Marc软件建立螺纹螺栓-被连接件组合结构(接头)的三维接触有限元模型,并进行计算,给出接头轴向力与轴向变形之间的非线性关系曲线、残余预紧力和螺纹段最大等效应力随被连接件所受轴向外力的非线性变化关系曲线.分析这些非线性曲线的规律,得到相应的结论.基于这些曲线,提出确定螺栓接头预紧力和允许外力的方法.     

基于3D有限元模拟的螺栓接头变形一内力关系及在设计中的应用

考虑螺纹的三维螺旋线形几何特征和各组件结合面之间的摩擦接触关系,利用MSC．Marc软件建立螺纹螺栓-被连接件组合结构（接头）的三维接触有限元模型,并进行计算,给出接头轴向力与轴向变形之间的非线性关系曲线、残余预紧力和螺纹段最大等效应力随被连接件所受轴向外力的非线性变化关系曲线。分析这些非线性曲线的规律,得到相应的结论。基于这些曲线,提出确定螺栓接头预紧力和允许外力的方法。     

螺栓连接有限元模型的弹性接触研究

采用刚性梁单元模拟螺栓连接结构来进行有限元分析不能准确计算螺栓连接区域的应力。根据真实螺栓连接结构的特点和连接原理,提出了基于弹性接触的螺栓连接模型,该模型引入GAP单元定义了被连接件之间的弹性接触与摩擦条件,并用实验验证了该方法的有效性。     

带预紧力的螺栓连接有限元分析

在机械通过螺栓连接装配时,绝大数情况螺栓都需要拧紧,使连接在承受工作载荷前,预先受到预紧力作用。施加预紧力的目的在于增加被连接件可靠性和紧密性,防止连接件在工作运转后出现缝隙或相对滑动。基于此,利用ANSYS Workbench软件对法兰用螺栓连接预紧进行有限元分析,证明预紧力可以增加被连接件紧密性;但是当法兰直径过小时,过大预紧力会导致螺栓变形增大,甚至造成螺栓发生塑性变形,而法兰变形也会加大。     

低温BOG压缩机气缸螺栓预紧研究

采用有限元方法对BOG压缩机气缸螺栓进行了模拟计算,得到了预紧螺栓在压力、温度载荷作用下的应力和接触状态.分析了材料属性、预紧力矩值、螺栓排列方式及螺栓个数等对螺栓连接性能的影响.研究结果表明,当气缸和缸盖采用奥氏体不锈钢材料时预紧力矩应比常温下取得大,而采用Ni35时常温下的预紧力矩即可以满足要求;预紧力矩取值越大,被连接件结合越紧密,但同时螺栓的应力也越大;螺栓排列越靠气缸内侧时,所需预紧力越小;而螺栓个数的选取应兼顾气缸密封状态和螺栓应力状态.     

螺栓疲劳寿命计算方法探讨及研究

螺栓作为飞机结构中最重要的传载连接件,其静强度性能已经引起了人们的高度关注,然而由于螺栓为标准件,因而对其疲劳性能重视程度不够。通常对螺栓疲劳寿命计算,也只分析其拉应力对寿命产生的贡献,而忽略其剪切应力对疲劳寿命的影响,这样可能会得到螺栓寿命偏危险的设计结论。介绍了螺栓的受载特点及破坏型式,研究了螺栓应力集中系数的确定方法,通过引入螺栓当量拉应力概念,对螺栓疲劳寿命计算中参考应力的选取方法进行了改进,给出了名义应力法及DFR方法计算螺栓疲劳寿命的一般步骤,最后总结了影响螺栓疲劳寿命的因素,提出了改善螺栓疲劳性能的常见方法。     

接触分析在车轮弯曲疲劳有限元分析中的应用

利用有限元接触分析方法,建立车轮、试验轴、螺栓连接件的有限元模型,施加合理的载荷与边界条件,模拟车轮弯曲疲劳试验。通过有限元分析软件ANSYS,建立模型、设置接触对与相关参数,得出车轮高应力区域与各应力值。运用疲劳寿命计算理论中的名义应力法及ANSYS软件估算车轮疲劳寿命,且两数据基本一致。与车轮弯曲疲劳试验结果比较表明:在疲劳寿命计算理论与ANSYS软件估算的疲劳寿命内车轮均没有破坏。从而验证了运用接触分析有限元法预估车轮寿命的有效性,为以后的结构改进起到了指导作用。     

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。     

预紧力作用下塑料螺纹连接件的应力分析

基于大型有限元分析软件ANSYS,采用非线性的接触分析,对两种塑料螺纹连接件在预紧后的力学性能进行了分析研究.分析结果表明,改进后的螺纹连接件的应力明显降低,其应力分布均匀,建议将改进后的螺纹连接件结构应用于实际工程中.     

压应力非均匀分布下螺栓连接件垂向刚度研究

首先选取2块等厚度且半径足够大的圆盘型被连接件为研究对象,其轴向压缩变形体可等效为2个空心圆锥体。通过假设其垂直于螺栓轴的横向压应力非均匀分布并呈四次多项式分布以及假设横向压应力均匀分布,分别推导了其轴向压缩变形体的刚度计算公式。依据研究模型选择了不同尺寸和不同材料的螺栓连接,并建立其详细的有限元模型,并对其进行理论以及有限元对比分析计算,得出了当被连接件等效压缩体可简化为空心圆锥体时更精确的轴向压缩刚度计算公式。