飞机典型机械紧固连接件腐蚀疲劳性能的试验研究EI

本文研究了飞机机械紧固连接件在腐蚀环境下的疲劳性能。试验结果表明，腐蚀环境在大多数情况下降低紧固件的疲劳寿命，其中盐雾环境对双剪密封铆接件的疲劳寿命的影响最为严重。给出了机械紧固件在不同状态下的细节疲劳额定值（ＤＦＲ）和可靠性寿命（Ｎ＿（９５／９５））。     

预腐蚀铝合金典型螺栓单搭接件疲劳寿命研究

模拟飞机服役环境,对航空LY12 铝合金板材典型螺栓单搭接试验件做了预腐蚀试验,然后通过疲劳试验得到了未腐蚀试验件和预腐蚀后试验件的疲劳寿命。通过对试验件分解检查,分析了腐蚀对航空LY12 铝合金典型螺栓单搭接件的影响。建立了考虑腐蚀影响的基于断裂力学的沉孔螺栓搭接件疲劳寿命计算模型,对预腐蚀搭接件的疲劳寿命进行了计算和分析。结果表明:螺栓孔附近和搭接面腐蚀较表面其他部位严重,腐蚀产物的膨胀作用下产生了“枕垫效应”;计算模型得到的疲劳寿命与试验寿命吻合较好,其中模型1 最大相对误差为36.7%,模型2 的最大相对误差为25.7%。搭接件不同的腐蚀程度要选择不同的计算模型才能得出精确的结果。在分析较严重的腐蚀对搭接件疲劳寿命影响时,应考虑搭接面的多腐蚀损伤。     

孔口划痕对紧固孔疲劳寿命的影响

本文采用有限元软件对孔口划痕深度分别为50μm和100μm的紧固孔在拉伸时的应力场进行了分析。根据计算结果,采用名义应力法对紧固孔的疲劳寿命进行了估算。讨论了不同位置和深度的划痕对紧固孔疲劳寿命的影响。结果表明：①存在一个影响区域,当划痕处在这个影响区域内时,划痕才会对紧固孔的疲劳寿命造成影响。划痕越深,这一影响区域越大。②在这个影响区域内,划痕越深,划痕越接近于这个影响区域的中心,紧固孔的疲劳寿命越短。     

含多处损伤宽板螺接搭接件疲劳寿命研究

对含多处损伤（Multiple Side Damage,MSD）宽板搭接件做了等幅疲劳试验和断口分析,得到搭接件的疲劳寿命和孔边MSD裂纹的形成特点、裂纹前沿形状及扩展历程。结果表明,搭接件的疲劳破坏具有一定的隐蔽性,其疲劳寿命的绝大部分消耗在螺栓头下裂纹扩展阶段,当孔间裂纹出现首次连通时,搭接件剩余寿命约为总寿命的0.7%~9.4%。基于有限元软件FRANC2D/L和裂纹扩展分析软件AFGROW,建立了考虑钉载、第二弯矩和孔间裂纹干涉等影响因素的含MSD宽板搭接件疲劳寿命计算模型,并对孔边多裂纹的扩展寿命进行了计算分析。计算结果与试验结果的对比表明,该文所建寿命计算模型具有一定的精度,能满足工程需要,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。     

激光冲击处理对LY12CZ铝合金疲劳性能的影响EI

本文研究了激光冲击处理对铝合金疲劳寿命的影响，研究表明激光冲击处理可以大幅度地提高带有类似紧固孔铝板的疲劳寿命，初步讨论了提高寿命的原因。     

斜拉索风致振动疲劳的分析

本文研究了斜拉索的风致振动疲劳问题。首先,假设在任一应力循环周期内, 考察点的最大与最小应力之差符合Rayleigh分布。其次,推导出斜拉索的疲劳可靠度计算公式;根据桥梁结构的疲劳目标可靠度, 给出简单明了的斜拉索疲劳寿命计算公式。第三,在目前既有研究的基础上,进一步评价不同的风攻角对疲劳可靠度和疲劳寿命的影响。最后,论文以松花江斜拉桥中的斜拉索为实例,计算分析了在不同的风攻角情况下斜拉索上各节点应力时程和位移时程,并得出在不同风攻角下各节点的应力响应根方差。于是,根据最危险工况作为疲劳寿命评估的考察点计算出斜拉索的最短疲劳寿命,以验证其风致振动疲劳的性能。     

谱载下密封角盒螺栓及长桁端头疲劳寿命估算的逐次累计求和算法

对在谱载疲劳试验中发生断裂失效的中机身密封角盒连接螺栓和中央翼上壁板长桁端头进行了断口扫描电镜（SEM）分析,研究了谱载下两类连接件的破坏模式和机理,并利用断口定量反推技术,判读了中机身密封角盒连接螺栓和中央翼上壁板长桁端头的裂纹扩展寿命;然后,根据名义应力法,建立了复杂连接结构的疲劳性能S-N-K_TE（疲劳应力-疲劳寿命-应力集中系数）曲面模型;利用该曲面模型及断裂力学理论,发展了用来估算谱载条件下复杂连接结构疲劳寿命与裂纹扩展寿命的逐次累计求和算法;最后,运用该文提出的寿命估算方法,估算了谱载下中机身密封角盒连接螺栓及中央翼上壁板长桁端头的疲劳寿命与裂纹扩展寿命,估算结果与断口判读结果吻合良好。     

支承刚度及齿面涂层对斜齿轮副啮合特性的影响研究

支承刚度对自动变速器齿轮副的啮合质量有着重要影响,研究支承刚度及齿面涂层对斜齿轮副啮合特性的影响具有重要意义。以某七挡双离合自动变速器的一挡斜齿轮副为研究对象,建立了2种不同支承刚度的齿轴系统刚柔耦合模型,分析了不同工况下支承刚度对斜齿轮副啮合特性的影响规律;通过FCL-250H齿轮精测试验台得到有/无磷酸锰转化涂层齿轮的齿形齿向参数,并将其代入有限元模型进行仿真分析;进行齿轮接触疲劳点蚀实验,对比齿面涂层处理前后齿轮的接触疲劳寿命,并从齿轮表面形貌、动力性能及跑合性能等角度进一步揭示了涂层的强化机理。研究结果表明：齿轴跨度增大,支承刚度减小,则齿轮单位长度所受最大载荷和啮合错位量对输入扭矩的变化更为敏感;有涂层齿轮跑合后更有利于啮合,其疲劳寿命得到提高。研究结果为汽车自动变速器齿轮传动系统的结构优化和齿轮疲劳寿命的提高提供了参考。     

载荷方向和焊缝余高对氩弧焊缝疲劳性能的影响

采用疲劳寿命测试和观测断口方法,研究焊接方向和焊缝余高对TC2钛合金氩弧焊缝疲劳性能的影响。结果表明:同种焊接方向,保留焊高试件的疲劳寿命低于去焊高试件;同种焊缝余高处理方式,斜焊试件的疲劳寿命高于直焊试件。去焊高试件于气孔缺陷处萌生裂纹,保留焊高试件疲劳裂纹起源于焊趾。裂纹扩展初期,裂纹均在焊缝内扩展,有明显的疲劳条带;扩展后期,斜焊试件裂纹穿过焊缝进入母材,存在典型的韧性疲劳条带。直焊试件疲劳瞬断区韧窝少而浅;斜焊试件在母材瞬断,韧窝多且密。     

3钉带衬套复合材料/金属接头拉伸疲劳性能

带衬套沉头螺栓连接已经在复合材料连接结构中得到了一定应用,需要对其疲劳性能进行研究.本工作在单搭接 3 钉带衬套碳纤维复合材料/钛合金沉头螺栓连接接头实验研究基础上,建立复合材料及金属结构的疲劳分析模型,对结构的疲劳性能进行有限元分析,并与无衬套接头模型进行对比,研究衬套对接头疲劳性能的影响.结果表明,使用衬套比仅采用螺杆过盈装配能够更加有效地提升接头的疲劳寿命,其中层合板寿命提高了约 3 .6 倍,钛合金板寿命提高了约 2 .7 倍,螺栓寿命提升了约 1 4 倍,并且仅出现钛合金板破坏,紧固件不破坏.结合实验结果分析发现,由于复合材料和金属材料自身疲劳性能的差异,其机械连接结构的疲劳破坏模式会因载荷水平的不同而发生变化;当载荷水平较低时,金属结构更容易发生破坏.