孔边
- 金属/复合材料混合连接结构高温承载特性与失效行为研究
,复合材料板仅在孔边出现挤压、还未发生完全失效之前,铝合金面板靠近夹持端的孔边已出现断裂;铝合金面板2.0mm(D2)时,复合材料3个孔边均出现明显挤压、靠近自由端的孔边沿加载方向发生剪切失效,铝合金面板靠近夹持端的孔边出现肉眼可见的塑性变形;铝合金面板2.5mm(D3)时,由于钉载分配的不均匀,导致复合材料板靠近夹持端一侧沿孔边发生断裂,其他两个孔边出现少量挤压现象,而铝合金面板未见明显变形。高温(150 ℃)环境下CFRP复合材料和铝合金螺栓连接结构的
机械科学与技术 2023年10期2023-11-01
- 基于盲孔法的钢绞线有效预应力检测识别技术
过测量构件钻孔后孔边应变来确定金属构件的残余应力,后由Soete等[7]发展完善而形成较系统的理论方法。经过多年发展,逐渐形成了盲孔法、钻孔法、环孔法、剥层法、开槽法等多种对金属构件进行应力释放及残余应力识别的方法。Mainjot等[8]提出采用积分法来检测不均匀残余应力场的残余应力,扩大了盲孔法检测金属残余应力的适用范围。盲孔法从早期的检测金属构件残余应力发展到现在的预应力混凝土构件检测。1999年,杨勇等[9]提出了使用应力释放法计算预应力混凝土梁预应
铁道学报 2023年8期2023-09-11
- 拉伸载荷下正交三向机织复合材料接头失效多尺度渐进损伤分析
尺度分析方法研究孔边纱线破坏过程。结果表明，正交三向（ORT）机织复合材料接头孔边的连续的经纱出现大量的纵向损伤；纬纱单元出现大量横向损伤，损伤沿着孔边45°方向逐渐扩展，纬纱发生剪切失效，最终接头的损伤形式为剪切破坏。数值模拟和试验结果的误差为1.14%，验证了多尺度有限元仿真方法的正确性。孔边细观区域的纱线损伤从孔边扩展到边接头边缘。孔边纱线的分布位置不同，纱线的破坏形式虽不一样，但是不影响破坏的扩展趋势。0 引言在当今飞行器结构的设计研究过程中，连接
宇航材料工艺 2023年3期2023-07-17
- 压电压磁材料中正n边形孔边裂纹分析
成果[3-5]。孔边裂纹问题的研究更是该领域中一个非常活跃的课题，国内外学者已做了大量工作。文献[7，8]分别给出磁电弹性介质中圆孔边周期裂纹和椭圆孔边多裂纹反平面问题的解析解及数值算例。文献[9]求解了唇形裂纹反平面问题的解析解。文献[10]通过引入一个拱形映射公式，讨论了磁电弹体中含椭圆孔边不对称双裂纹的静力学和动力学问题。文献[11]通过将纳米椭圆孔简化为纳米裂纹，获得问题的闭合解。文献[12]探索了表面效应对磁电弹性材料中含带四条裂纹的正4n边形纳
计算力学学报 2022年6期2022-12-19
- 点支承玻璃板力学性能分析及安装牢固性检验方法研究
，而点支承玻璃板孔边应力较复杂，不同驳接头类型及板厚对玻璃板孔边和跨中应力的影响成为行业研究的热点。随着城市化进程的加快，越来越多的玻璃幕墙安装在城市上空且多处于人流量较大的区域，这里面有服役多年的既有幕墙，也有新建幕墙，考虑到玻璃幕墙面板安装节点紧固情况直接影响幕墙整体安全，急需一种玻璃板紧固情况原位检测方法。马世明等[1]通过有限元数值模拟分析了点支式玻璃板在风荷载及地震荷载作用下的承载力和变形性能，发现玻璃厚度的增大使得玻璃板中心的挠度不断减小；随着
工程与建设 2022年5期2022-12-11
- 开口尺寸和铺层比例对复材层合板压缩性能的影响
复合材料层合板的孔边应力集中，并预测了拉伸、压缩强度；Hallett等[7]在可能分层的分离面处植入界面单元，用来模拟层间分层失效，并对四种不同铺层的含双边缺口和含中心圆孔层合板的拉伸失效行为进行深入研究，得到的失效模式和剩余强度与实验结果一致。Pham等[8]采用三维连续壳单元模拟含双边缺口复合材料层合板，层间界面采用三维黏聚力单元模拟，选用几种不同的单层失效准则进行对比分析。李彪等[9-10]将LaRC05准则[11]发展为适用于平面应力问题的失效准则
航空材料学报 2022年6期2022-12-06
- 印制电路板孔边发白的分析
发现非化学镀铜孔孔边发白现象（如见图1所示）,目视观察孔边白块与导体已相连,客户认为此孔边发白存在品质风险,希望我公司针对此问题以专案形式进行分析改善。从不良板观察,有明显的基材碎裂和微小分层裂开现象,全部出现在孔边缘,因此可以分析为主要因素是由机械钻孔加工时所产生。为此我公司组织团队展开专项分析改善,极力减小此次客诉对我公司产生的影响。2 原因分析孔边发白现象为在机械加工的孔周围呈现泛白晕圈,通常由机械加工钻孔造成。机械钻孔孔边发白鱼骨图分析如图2所示。
印制电路信息 2022年10期2022-11-10
- 不同孔径金属腹板稳定性及补强措施分析
旦开孔，就会在开孔边缘区域产生应力集中现象，同时也会降低腹板的剪切稳定性［1］。应力集中会引起孔边局部裂纹，裂纹的扩展会导致周围结构的破坏，而腹板失稳会使腹板翘曲，改变载荷的传力路径，也会引起附近结构的破坏［2］。因此，为了保证腹板结构开孔后的强度不被减弱，必须合理地设计开孔形式，确定开孔位置及补强措施等［3］。目前，国内外有许多学者致力于对金属腹板结构开孔的研究，并获得实际应用。如薄晓莉等［4］对整体机加的开孔环形加强方案进行了研究，总结了环形加强边的宽
宇航材料工艺 2022年4期2022-09-19
- 钉孔间隙对复合材料机械连接挤压强度的影响研究
ses应力云图及孔边挤压应力分布云图如图3和图4所示，图5为相应的载荷-位移曲线。由图中曲线可以得知，试样的破坏载荷为23.09kN，破坏载荷所对应的位移为0.598mm，挤压强度为962.08MPa。图3 间隙0mm的Mises应力云图图4 间隙0mm的孔边挤压应力分布云图图5 间隙0mm的载荷-位移曲线图6和图7分别给出了钉孔间隙为0.005mm的单钉双剪试验模拟的Mises应力云图及孔边挤压应力分布云图，图8为相应的载荷-位移曲线。由图中曲线可知，试
工程与试验 2022年2期2022-08-08
- 地铁无柱车站中板大开孔受力数值分析
1-3］。当设置孔边梁时，梁下吊中板部分对地下二层轨顶风道和综合管线设计的空间影响，甚至导致地下二层车站层高加大。地铁车站中板除了承受竖向荷载，也承受水平向水土压力作用，其受力状态相对复杂［4-5］。对于地铁无柱车站中板大开孔处所采取的中板结构布置与构造措施是否合理，将直接影响车站结构安全、层高设计、车站造价等。本文对地铁无柱车站中板大开孔的受力进行研究，并对结构布置提出合理化建议，对无柱地铁车站结构设计提供参考，使结构设计更安全、合理、经济。1 计算模型
广东土木与建筑 2022年7期2022-08-01
- 激光冲击强化Al7050–T7451合金紧固孔的残余应力研究*
光斑中心都距紧固孔边缘1mm，紧固孔直径φ2.6mm。强化轨迹分为3类，即2个横向光斑、2个纵向光斑和4个十字交叉光斑，如图1所示。激光冲击强化前，Al7050–T7451合金表面粘贴约0.12mm厚的3M铝箔吸收层，提高激光能量吸收率和避免铝合金表面烧蚀。在Al7050–T7451合金吸收层表面提供1～2mm厚的去离子水帘，提高激光冲击波峰值压力和持续时间。图1 3种冲击轨迹Fig.1 Three shock paths1.3 残余应力测试采用X射线衍射
航空制造技术 2022年9期2022-07-28
- 飞秒激光加工镍基高温合金叶片气膜孔的试验研究
续进行优化。在对孔边形貌进行检测时发现,激光功率对出口孔边形貌的影响较低,无论高功率还是低功率的出口孔边均较为锐利,质量较高,但是入口孔边形貌随着功率的增加而质量下降。图7分别是功率为2 W、8 W、20 W时的入口孔边缘形貌。可以发现当功率为2 W时,孔口边缘无破损、无熔渣,边缘锐利。当增加激光功率到8 W时,孔口边缘开始出现烧蚀现象,激光功率增加到20 W时,孔壁出现了强烈的烧蚀痕迹,出现了破损、掉块等缺陷,产生的飞溅物对孔口周围也造成了损伤,这主要是
激光与红外 2022年4期2022-06-09
- 三维数字图像相关法在带孔洞试件力学行为研究中的应用
模量薄板上圆孔的孔边应力集中问题；谭林等人[2]研究了板宽与圆孔边应力集中程度的关系；Hoang等人[3]利用复变函数法分析了孔边应力分布；王岩等人[4]确定了含椭圆孔的有限大矩形板在承受拉伸和剪切载荷时的应力分布。目前常用粘贴应变片和数值模拟的方式来分析孔洞周围区域的应变。由于受到应变片尺寸及数量的限制，采用应变片测量无法获得完整的孔洞边缘区域应变分布。数值模拟虽然可以模拟全场应变，但和实验结果有一定的误差。Sutton等人[5－6]学者提出的三维数字图
苏州科技大学学报(自然科学版) 2022年1期2022-03-31
- 电站锅炉过热器出口集箱评估
4.832MPa孔边环向应力集中系数Kn=3.1（文献[3]表A.1）孔边轴向应力集中系数KZ=-0.2（文献[3]表A.1）孔边径向应力集中系数Kr=-2δe/（Do-δe）=-0.116孔边环向应力σn=Knσe=107.98MPa孔边轴向应力σz=Kzσe=-6.966MPa孔边径向应力σr=Krσe=-4.041MPa孔边最大应力σmax=σn-σz=114.95MPa判据2：σmax＜3[σ]t安全平盖材料许用应力[σ]tg=113MPa查[2]
商品与质量 2021年34期2021-11-23
- 压电效应下一维六方准晶中正六边形孔边裂纹传播问题
电准晶中正六边形孔边裂纹的反平面问题，并得到了场强度因子的解析式。下面不仅考虑声子场、相位子场及电场之间的耦合作用，还考虑正六边形孔边裂纹沿准周期方向匀速传播的动力学问题，得到了电不渗透情形下动态应力强度因子和电位移强度因子的解析解。1 基本理论在具有压电效应的一维六方准晶材料中，建立空间直角坐标系xi(i=1,2,3)，设坐标轴x3方向为准周期方向，记Dj，Ei，φ分别表示电位移、电场和电势，Eij,σij,ui分别表示声子场的应变、应力和位移分量，ωj
安阳师范学院学报 2021年5期2021-11-07
- FPSO甲板开孔板架孔边的应力集中优化
BAQUS研究了孔边应力集中系数与描述板宽和孔径相对尺寸的特征参数之间的关系，分析了不同形状的椭圆孔口的应力集中问题；顾俊采用有限元方法计算了强力桁材腹板上开圆孔和腰圆孔之后的应力集中系数问题，分析了开孔的垂向位置、宽度和长度对应力集中系数的影响，并运用应力释放原理对应力集中进行了优化；张锦岚等针对加筋圆柱开孔结构的应力集中问题，基于参数化建模分析程序，讨论了多参数对开孔周围应力集中的影响；丁运来等对压缩、弯曲载荷作用下的船舶双层底结构骨材开孔孔边的应力分
船舶与海洋工程 2021年4期2021-11-06
- 基于改进BESO方法的多工况船体开孔孔形优化
开孔的存在会导致孔边应力增加，甚至产生应力集中。此外，随着结构轻量化要求的提高及船舶大型化发展趋势，传统开孔设计已无法完全满足当今船体结构的设计要求。同时，船舶典型设计工况较多，需考虑船体结构开孔在多工况下的综合优化设计，提高船体结构材料利用率，有效降低船舶结构重量。拓扑优化设计是结构优化的一种，根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化，从而设计出经济、安全的结构模型。双向渐进结构优化(Bidirectional Evolu
中国海洋平台 2021年4期2021-09-06
- 施工孔对试验塔承载力影响研究分析
尽可能准确地模拟孔边的应力状态，对开孔局部进行了网格加密［10］。图7 有限元模型网格划分Fig.7 Grid partition of the finite element model2.2 试验荷载加载分析模型加载值取构件承受的理论试验荷载F=1 332 kN，分别取屈服强度Fy=420 MPa 和460 MPa，孔位为试验孔位和设计孔位分别进行计算。试验孔位和设计孔位条件下构件的有限元应力分布云图分别如图8所示。可见，试验孔位条件下（图8），由于螺孔
湖北电力 2021年1期2021-05-06
- 干涉配合对飞机机翼螺栓连接结构力学性能的影响
模型线弹性分析和孔边应力分析，对于有限元弹塑性分析研究相对较少，而且对干涉量增加过程中螺栓连接结构的刚度以及承载能力的变化也鲜有研究。本文以航空工程中常用的飞机机翼螺栓连接结构干涉配合模型为研究对象，采用基于试验验证的有限元分析方法，通过对试验和有限元仿真两者力学性能(承载能力)结果进行对比，从而验证有限元模型的准确性与实用性，在此基础上，应用有限元方法建立了6种干涉量(0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%)下飞机机翼螺栓连接结构三维弹塑性参数分
空军工程大学学报 2021年1期2021-04-08
- 基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试可行性研究
步对液压致裂法的孔边应力状态进行修正，最终建立了一种基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试方法，实现了炸药构件内部拉伸应力的定量测试。1 液压致裂法在PBX中的直接应用1.1 理论推导液压致裂法广泛应用于岩土力学，是国际岩石力学地应力测量的标准方法之一，其前提是研究对象为均匀、各项同性的线弹性体[18]。由弹性力学可知，在厚壁圆筒或无限大带孔平板中有半径a的小圆孔，左右受均布拉应力q1，上下受均布拉应力q2，且q1≥q2，当孔内有内压P作用时(如图1所
火炸药学报 2021年1期2021-03-08
- 孔挤压强化对2024铝合金疲劳性能的影响
构不连续，严重的孔边应力集中会对飞机服役造成重大威胁，导致结构疲劳断裂失效，甚至引发灾难性事故[1]。为此，通常采用孔挤压处理来强化带孔制件，以改善整体结构的疲劳寿命[2-3]。应用孔挤压提升材料及结构的服役行为效果明显。伊琳娜等[4]和靳盛哲等[5]分别采用实验和仿真研究了孔边过盈量对2124铝合金疲劳寿命及微观组织的影响，并确定了最佳过盈量。王亮等[6]发现，孔挤压强化7085铝合金锻件的疲劳寿命最高是未强化处理的11倍，孔壁处一定深度的压缩残余应力和
航空材料学报 2020年6期2020-12-07
- 耐压圆柱壳开孔采用非对称围壁加强解析解与有限元解对比分析
加强的结构来说，孔边应力由于围壁的非对称性而变得更加复杂，值得深入研究。董胜利、宋天舒等[1]给出受外压情况下长圆柱壳开任意形状单孔问题的理论解，同时分别对开单圆孔、单椭圆孔、多圆孔及多椭圆孔的长圆柱壳在受均布外压情况下的孔边应力进行有限元数值计算。Zaid Khan等[2]详细回顾了ASME给出的圆柱壳大开孔以及开孔补强的设计法则，并且提出了新的需要校核的法则。Dr. Dipak K.Chandiramani[3]讨论了ASME给出的校核法则中1～7条校
舰船科学技术 2020年5期2020-11-27
- 一种复合材料层合板孔边单层应力计算方法
致的应力集中使得孔边成为结构的薄弱位置，因此复合材料层合板孔边应力及强度分析是工程设计的重要内容之一。复合材料层合板是一种典型的非均质各向异性材料，其开孔边应力与均质各向同性材料的有明显区别，但也具有一定的相关性，迄今已有众多学者对此做了大量研究。Wu 等[1]采用各向同性含孔板分析中应力集中因子的概念进行复合材料层合板开孔边应力分析，并提出一个计算正交各向异性含孔板和含孔圆柱壳应力集中因子的经验公式。吴德隆[2]采用保角映射方法，针对板类复合材料开孔问题
燃气涡轮试验与研究 2020年4期2020-10-29
- 复合材料开口有限元建模方法研究
远场载荷作用下的孔边应力分布，再通过点应力或平均应力方法开展失效分析。常见的飞机复合材料开口结构和其载荷状况都较为复杂，一般采用精细有限元建模后提取孔边最大应力或应变开展分析。而开口区的复杂应力分布对孔边网格要求较高，网格尺寸、数量和质量等都会直接影响数值计算的结果精确性，同时网格尺寸过小也影响计算效率。本文主要研究复合材料开口结构在单轴和双轴两种载荷状态下复合材料开口结构孔边网格尺寸对有限元计算精度的影响，为开展复合材料开口有限元建模和分析提供指导。1
高科技纤维与应用 2020年3期2020-08-12
- 某型飞机典型结构应力腐蚀开裂原因分析
底端区域、紧固件孔边以及两孔之间的圆心连线处等一些典型结构上出现了裂纹，严重影响飞机的结构完整性，危害飞行安全。出现裂纹的典型结构均采用AA7B04 厚轧板制造，这些裂纹的扩展方向与结构承受的服役载荷方向平行，也与板材的轧制方向平行，打开裂纹后观察到裂纹表面存在腐蚀产物、腐蚀严重。失效分析结论证实，这些结构的失效形式均为应力腐蚀开 裂（SCC）。1 材料分析AA7B04 是7 系高强铝合金，是在7A04 基础上通过进一步纯化铁和硅等杂质元素而来，其抗疲劳和
航空维修与工程 2020年4期2020-07-04
- 基于断裂力学的射孔套管孔边开裂行为分析
但套管仍然会出现孔边开裂的情况[1-2]。实践证明，即使满足API标准的套管，在射孔作业后仍然会出现孔边开裂的问题，且低渗透油气储层在射孔之后的压裂中，套管在高压的作用下，会伴随着呼吸效应和水刀作用，两种作用都会促使孔边裂纹的延伸扩展[3]。孔边的开裂会严重影响套管的强度，甚至会使套管失效，因此对于套管的射孔性能，国家通收稿日期:2019-10-09基金项目:国家自然科学基金面上项目“非常规油气复杂裂缝网络动态扩展模拟及其对井筒完整性分析的定量影响”(51
压力容器 2020年4期2020-05-13
- 非对称围壁加强对耐压圆柱壳孔口应力影响分析
件对于加强件以及孔边应力的影响，针对4 种加强构件的设计方式详细分析了不同的加强构件对应力产生的影响。张锦岚[10]采用参数化建模方式，讨论了多参数对于开孔周围应力的影响。对于单壳体的水下航行器，开孔只能采用“单边围壁”加强方式，即孔口围栏外伸段极短（或缺失），确保围栏不突出于壳体外，这种极端非对称围壁加强结构不仅改变了传统开孔区应力特性，并使空口应力场复杂化，而且大大削弱了加强效果，严重影响开孔强度。目前针对单边加强技术研究较少，基础比较薄弱，因此研究非
舰船科学技术 2020年2期2020-04-17
- 箱梁底板孔洞处拉压波散射作用下动应力集中的解析解
动应力集中系数沿孔边的分布情况见图1～6，图中上半部分是t=0时动应力集中系数沿孔边的数值分布，下半部是t=T/4时动应力集中系数沿孔边的数值分布.图7是动应力集中系数受入射波波数影响的变化曲线.图1底板孔边动应力分布(α1a=0.1,a/h=0.1,L/a=2.1)Fig.1Dynamic stress distribution of bottom hole(α1a=0.1,a/h=0.1,L/a=2.1)图2底板孔边动应力分布(α1a=0.1,a/h=
北华大学学报（自然科学版） 2020年2期2020-04-16
- 应力集中在生活中的应用和避免
双曲率型线；3.孔边局部加强：在孔边采用加强环或作局部加厚均可使应力集中系数下降，下降程度与孔的形状和大小、加强环的形状和大小以及载荷形式有关；4.适当选择开孔位置和方向：开孔的位置应尽量避开高应力区，并应避免因孔间相互影响而造成应力集中系数增高，对于椭圆孔，应使其长轴平行于外力的方向，这样可降低峰值应力；总结：应力集中现象在生活中有利也有弊，为实现应力集中的利用与避免。通过相应实验及计算选择合适的材料，为避免应力集中造成构件破坏，可采取消除尖角、改善构件
新生代 2019年5期2019-11-14
- 双层底肋板贯穿孔孔边应力数值仿真分析
S开展骨材贯穿孔孔边应力集中问题分析，给出典型骨材贯穿孔的应力集中系数表。本文以典型船体双层底局部结构为研究对象，基于大型有限元分析程序ABAQUS，分析弯曲、压缩载荷作用下骨材开孔板孔边应力分布情况；在此基础上，讨论不同的补强形式对孔边应力分布的影响，为后续新式孔型的设计及孔边加强方案的制订提供参考。1 有限元模型1.1 双层底局部结构及补强方案选取船舶典型双层底局部结构模型（见图1），该模型由上下底板、带有开孔的肋板和贯穿骨材组成，肋板上下各有3个贯穿
船舶与海洋工程 2019年1期2019-04-25
- 转向架冲击工况下铝合金车体枕梁及其连接部件的强度分析
整至0.5，此时孔边区域应力值趋于稳定；③通过预紧力工况判定施加的预紧力是否正确[6].转向架冲击载荷为238 kN；加载高度为355 mm.接触分析模型的位移约束：空气弹簧位置约束垂向线位移，底架地板两端约束纵向线位移，底架边梁与侧墙连接部位约束垂向和横向线位移.两个方向的转向架冲击工况的计算结果如图3所示.由图3可以看出：枕梁与中心销连接的螺栓孔附近(孔边的第二层结点的应力，参见图4)为高应力区域，其中+3 g工况的应力大于-3 g工况的，最大Von.
大连交通大学学报 2018年6期2019-01-03
- 纳米尺度孔边裂纹裂尖Ⅲ型应力强度因子研究
复杂服役条件下，孔边应力集中现象非常明显，极易形成微裂纹［3-4］。在外载荷作用下，孔和裂纹相互作用，会显著影响结构的强度性能［5］。国内外针对孔边裂纹问题强度性能的研究，从研究方法来看有细观力学理论分析、试验测试和数值模拟等,其研究成果在机械制造、航空航天结构、压力容器和土木工程等工程结构和材料的强度设计、安全可靠性分析和缺陷评定规范中得到广泛应用。当孔边裂纹的尺寸在纳米尺度时，孔边应力场分布和裂尖应力强度因子受其表面效应影响显著。对于纳米尺度裂纹问题，
中国机械工程 2018年19期2018-10-22
- 无限板孔边裂纹问题的高精度解析权函数解
40无限板中的圆孔边径向裂纹是工程实际中常见的一类裂纹几何，该裂纹问题的求解方法在航空航天、机械运载、土木建筑、油气开采等工业领域中有非常广泛的需求。孔边裂纹在各种复杂载荷下的高精度应力强度因子(SIF)K和裂纹面张开位移(COD)等关键断裂力学参量，是计算和预测含孔边裂纹结构的疲劳寿命和剩余强度的重要前提[1]。虽然有限元法(Finite Element Method，FEM)和边界元法(Boundary Element Method，BEM)等数值方法
航空学报 2018年9期2018-09-29
- 基于Abaqus的预紧力对航空器用螺栓强度影响的有限元分析＊
的增大，被连接件孔边Mises等效应力也呈线性增大，孔边平均摩擦接触应力不断变小，而孔边平均压应力水平不断变大。有限元分析；螺栓；预紧力；切向载荷螺栓连接在飞机结构连接中占有重要地位，螺栓虽构造简单，但受力机理复杂。建立合理的航空器用螺栓计算模型，分析螺栓部件的受力及破坏方式，不仅对航空器的飞行安全有积极意义，还对制订航空器检修策略具有指导意义。1 部件模型螺栓组件由螺栓、螺母、基体与构件组成。螺栓预紧力形成构件与基体间的夹紧力，这里的夹紧力为摩擦力的正压
科技与创新 2018年18期2018-09-21
- 弯曲载荷下骨材贯穿孔孔边应力分布模型试验
补强形式的差异对孔边应力分布情况的影响。1 试验及数值仿真1.1 试件尺寸在船体双层底结构基础上，设计制作局部结构缩尺简化模型，见图1(以试件NT2-CP1-FB1为例)，模型由内外底板、带有开孔的实肋板和贯穿骨材组成，模型肋板上下各有3个贯穿孔。为了更好地分析有无补板、有无扶强材，以及不同孔型对孔边应力分布的影响，设置6组试验模型，编号分别为NT2-CP0-FB0、NT2-CP1-FB0、NT2-CP0-FB1、NT2-CP1-FB1、YB1-CP0-F
船海工程 2018年4期2018-08-27
- 初探孔边应力计算模型
中，特别需要注意孔边受力性能对玻璃幕墙寿命的影响[4,7]。国外的一些实验表明：支承处玻璃受拉是引起点支玻璃结构破坏的主要原因，而且四点支承玻璃的破坏多数情况下出现在孔边[3]。另外，由于孔边加工及安装施工会增强孔边玻璃强度的离散性，使得由于孔边受力性能引起结构破坏的概率进一步增加[1,2]。因此，孔边受力性能的研究是点支玻璃应用中需要注意的关键问题，对该问题的研究对于点支玻璃的工程应用有重要指导意义。分析孔边应力的有效工具是有限元方法，但是有限元计算能否
铜陵职业技术学院学报 2018年2期2018-08-06
- 多孔多裂纹平板的疲劳裂纹扩展试验与分析方法
200240共线孔边多裂纹是飞机结构广布疲劳损伤源的一种主要形式[1-3]。试验研究表明：含共线孔边多裂纹结构的强度与寿命要比含单一裂纹结构的强度与寿命小很多[4]。飞机结构因出现共线孔边疲劳多裂纹而引起了1988年著名的Aloha航空事故[4]。为保证飞机结构安全，学术界、工程界和适航当局开展了大量研究，取得了丰富的研究成果并修订了相应的适航条款[1-3]。然而，2011年4月，美国西南航空公司一架服役了15年的Boeing 737飞机在爬升到11 00
航空学报 2018年7期2018-07-31
- 轮盘超椭圆异型螺栓孔均衡优化设计
3]。因此，降低孔边应力集中并提高轮盘乃至整个发动机的寿命，是提高发动机安全性和可靠性亟需解决的关键问题[4-5]。解决孔边应力集中问题的传统措施有孔边倒角、抛光以及改变结构尺寸等，但这些常规方法降低应力的效果并不明显，甚至会增加结构质量[6]。针对此类问题，美国GE公司和法国SNECMA公司联合研制的CFM56-Ⅲ型航空涡轮发动机将位于高压涡轮盘前安装边的螺栓孔改进为1种8圆弧连接异型螺栓孔，并于1984年通过适航认证。这一反传统结构引起了中国航空发动机
航空发动机 2018年2期2018-06-20
- 正交各向异性板带有一般孔形时应力分析
作用不同荷载时的孔边应力解析解.Ukadgaonker等[11]对不规则孔的孔边应力进行了分析.但是，上述研究成果获得的解析解只有在孔边才是适用的[12]，所以上述研究中的算例也只对孔边应力进行了分析，而没有涉及孔外域，因此存在一定的局限性.笔者[12]曾对这一领域进行了研究，找到了含任意孔形的正交各向异性隧洞应力计算的精确解析方法，并对马蹄形和直墙半圆拱形隧洞进行了孔边应力的分析,但是，并未对各向异性板中含有一些不规则形状孔等更复杂的孔形进行应力解析分析
同济大学学报（自然科学版） 2018年4期2018-05-04
- 民机衬套修理技术对金属结构疲劳性能的影响研究
D增大会降低衬套孔边的挤压应力，即降低钉传载荷引起的应力集中。2)衬套安装普遍采用冷冻安装方式，可以避免衬套孔壁损伤，即提高了孔表面质量。3)衬套孔径D增大会降低结构板厚T与衬套孔径D的比值，从而降低紧固件局部弯曲引起的孔边附加应力，即降低了钉传载荷引起的应力集中。不利于结构疲劳强度的方面包括：1)衬套孔径D增大会降低衬套孔边距，即提高了旁路载荷的应力集中。2)随着衬套孔径D增大，若衬套孔初始干涉量较小，紧固件安装后，将使衬套孔干涉量较紧固件孔干涉量显著降
民用飞机设计与研究 2018年1期2018-05-04
- 干涉配合弹性强化机理分析
不考虑塑性变形，孔边危险点局部应力幅值将放大Kt(理论应力集中系数)倍，局部应力峰值σ2远远高于材料的屈服极限；但受塑性流动的影响，实际应力峰值为σ1。故与间隙配合相比，干涉配合孔边局部应力峰值仅有轻微增加，而应力谷值则至少提高到因干涉而形成的拉应力的水平，即σ0,从而使应力幅值得以显著降低[20]。图1 支撑效应Fig.1 Supporting effect1.2 支撑效应的理论局限性以上对支撑效应的介绍，似乎可以解释干涉配合降低结构孔边局部应力幅值的原
航空学报 2018年4期2018-04-27
- 含中心孔复合材料变刚度板孔边应力解析法分析
力集中的情况下，孔边应力大小是研究者非常关心的内容。Nageswara等[1]根据萨文对带孔各向异性板的研究，提出一种能够计算具有对称结构的层合板及各向同性板孔边应力分布的方法，该方法还能够基于一些准则确定失效强度。Kaltackle等[2]及Sharma等[3]利用不同方法研究了单层板的不同铺层角度、不同材料特性对孔边应力的影响。William[4]研究了复合材料层合板在不同载荷方向下孔边的应力集中情况。Russo等[5]求出在单轴拉伸载荷作用下，复合材
固体火箭技术 2018年1期2018-03-16
- 分析层合材料槽孔应力的新型特殊层合杂交应力元
孔的存在，可能在孔边横截面上产生高的局部应力，导致构件分层破坏。因此，研究槽孔附近应力的正确分布，对分析构件的破坏机理及确保其安全，具有重要意义。对于槽孔边沿的影响问题，正如Wang及Choi[1-2]所指出的，由于它们存在以下内在的复杂性：各层力学性质强烈的各向异性；通过板厚度方向材料的突然改变；沿板边界几何形状的不连续性；靠近层合材料边沿区域平面和横向变形与应力的耦合；准确满足自由边无外力条件的困难等原因，致使这类问题的研究一直进展缓慢。鉴于有限元方法
船舶力学 2018年1期2018-01-29
- 某型航空发动机封严篦齿盘异型螺栓孔公差设计分析
6）为了有效降低孔边应力水平，以某型航空发动机封严篦齿盘5参量单轴对称异型孔为研究对象。针对此类异型孔的公差设计问题，利用蒙特卡洛模拟技术，通过构造异型孔孔边应力状态的响应面函数以对设计参数进行灵敏度分析,确定了需要给定公差的设计变量。讨论了异型孔的重要设计尺寸公差带对孔边应力分布及配合的影响，并参照美制紧固件螺栓通孔设计标准，确定了此类异型孔尺寸公差选取应满足的强度要求及装配等级。异型孔；蒙特卡洛模拟；响应面；公差设计；航空发动机0 引言螺栓连接是航空发
航空发动机 2017年5期2017-11-09
- 压力容器壳体开孔允许不另行补强要求条件的分析
② 因开孔而造成孔边的应力集中；③ 接管和壳体构成了不连续结构，从而在接管的一定长度范围和壳体孔边附近一定范围内引起附加的边缘应力。《压力容器》GB 150.3-2011中6.1.3不另行补强的最大开孔直径规定壳体开孔满足下述全部要求时，可不另行补强：① 设计压力P≤2.5MPa；② 两相邻开孔中心距(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔直径之和；对于3个或以上相邻开孔，任意两孔中心间距(对曲面以弧长计算)应不小于该两孔直径之和的2.5倍；③ 接管公称外径小
化工设计 2017年3期2017-06-27
- 300M钢耳片孔挤压强化全过程有限元模拟
衬套挤压、铰孔及孔边挤压三道工序对孔边残余应力场的影响,与试验测量结果进行比较,表明模拟过程是可行、有效的.开展铰削量及孔边挤压预制倒圆角半径的参数化分析,给出铰削量对残余应力场的影响规律及最佳的预制倒圆角半径,通过疲劳试验及断口分析验证模拟结果的合理性.疲劳试验结果表明,经过开缝衬套挤压及铰孔工艺之后,疲劳寿命提高近137%,进行孔边挤压强化会将疲劳寿命提高183%.孔挤压；残余应力；有限元模拟；疲劳寿命在现代航空工业中,孔挤压工艺被广泛用于提高带孔飞行
浙江大学学报（工学版） 2016年4期2016-12-19
- 压电材料中多个孔边径向裂纹的动力相互作用
压电材料中多个孔边径向裂纹的动力相互作用李冬1， 王慧聪1， 宋天舒2(1. 河北交通职业技术学院 土木工程系，石家庄050091；2. 哈尔滨工程大学 航天与建筑工程学院，哈尔滨150001)采用Green函数法对压电材料中多个孔边径向裂纹在SH波作用下的相互作用问题进行了研究。首先利用复变函数方法构造出具有多个半圆形凹陷的半无限压电介质的位移Green函数和电场Green函数，然后采用裂纹“切割”技术构造孔边径向裂纹，根据界面上的位移和应力连续性条件
振动与冲击 2016年16期2016-09-18
- 孔边倒角和预腐蚀作用下航空铝合金疲劳性能及断裂机理研究
110004)孔边倒角和预腐蚀作用下航空铝合金疲劳性能及断裂机理研究周松1,2，王磊1，马闯1，杨林青1，许良1，回丽1(1 沈阳航空航天大学 航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，沈阳 110136；2 东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110004)基于航空铝合金带孔结构材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题，通过对未腐蚀和预腐蚀24h后的7075铝合金双孔未倒角和双孔倒角试样进行疲劳实验研究，分析腐蚀预损伤和孔边倒角对试件疲劳性能的影响
材料工程 2016年6期2016-08-16
- 孔强化对7050铝合金残余应力分布的影响
应力幅值，可改善孔边应力集中现象，从而提高机体结构关键疲劳区的疲劳寿命，是实现飞机增寿的有效途径之一。国外对孔强化工艺及理论进行了相关研究，通过模拟研究建立了孔强化应力应变关系[4-5]。国内对孔强化工艺试验进行了相关研究，并研究了影响强化效果的因素[6-8]。随着计算机技术的发展，研究人员使用有限元软件对开缝衬套冷挤压孔强化残余应力的分布规律进行了大量的研究[9-10]。7050铝合金具有强度高、重量轻、断裂韧性高等优点, 属于轻质高强结构材料[11]。
航空制造技术 2016年19期2016-05-30
- 多位置损伤结构疲劳寿命的试验研究及分析*
典型结构表现为含孔边裂纹的有限板结构。文章对典型MSD结构进行了疲劳试验研究，旨在通过观察其裂纹扩展和疲劳寿命的惰况，得到一系列具有工程应用价值的结论。试验结果表明，多位置损伤会使结构剩余强度明显降低、裂纹扩展寿命显著缩短，对飞机结构的安全性形成极大威胁，认识MSD的裂纹扩展规律有着重要的理论意义和工程实用价值。多位置损伤结构；裂纹扩展；疲劳寿命；试验研究0 引言随着飞机使用年限的增加，搭接板（壳）结构中的裂纹随机分布于一排共线铆钉孔的边缘，这便构成了飞机
组合机床与自动化加工技术 2015年4期2015-11-03
- TC4板孔冷挤压强化残余应力分布与疲劳寿命
挤压量对受载试样孔边应力分布的影响，探讨了挤压量、残余应力和疲劳增益三者之间的内在关系。采用开缝衬套冷挤压强化工艺对TC4带孔板件进行冷挤压和疲劳验证试验。研究结果表明，挤压强化后的孔边切向压缩残余应力可以有效降低孔周应力集中程度，优化受拉试样最小截面应力分布，改变裂纹源的位置并延长疲劳裂纹的萌生和扩展寿命，有效提高试样疲劳寿命。综合仿真和疲劳试验得到TC4板孔最优挤压量为4%。TC4钛合金；孔冷挤压；疲劳寿命；残余应力；有限元分析0 引言在飞机结构中，绝
中国机械工程 2015年7期2015-10-28
- 玻璃纤维增强铝合金层板连接孔挤压性能实验研究
板挤压性能，发现孔边挤压区域的层间正应力导致分层起始，并且分层先于各铺层屈曲发生，他认为层板分层达到预定范围，铝层将发生屈曲从而导致连接破坏。大量学者［5～7］研究了宽度、端距、厚度等几何尺寸对GLARE层板连接性能的影响。Wu等［8］通过一系列实验，提出发挥纤维金属层板挤压极限强度的几何设计要求。Krimbalis等［9］通过数值计算得出玻璃纤维预浸料屈曲载荷远小于铝合金薄板，由此推断纤维铺层对层板挤压强度贡献微弱。Frizzell等［10～13］通过实
航空材料学报 2015年6期2015-09-12
- 回转窑托轮辐板结构的力学依据Mechanics Basis for Spokes Board Structu reofRotary Kiln Suporting
均匀的压应力q，孔边不受面力。这样就可以将辐板孔当作弹性力学中的平面问题来分析［1］，使其大大简化。在各种平面问题中，孔口问题最能显示复变函数解法的优越性。有些比较复杂的孔口问题，如不用这种解法，几乎无法求解。在进行保角变换时，最简单是把弹性体在z平面上所占的区域变换成ζη平面上的所谓“中心单位圆”（图6）。据此采用一般复变函数书籍中给出的变换式：均为实数，将复数z=x+iy及ζ=ρeiθ=ρ（cosθ+i sinθ）代入式（1）中，并分开实部与虚部则可得
水泥技术 2015年5期2015-09-01
- 单钉机械连接孔边应力及失效分析
果及分析2.1 孔边应力分析对表2 中五种不同铺层层合板进行有限元应力分析，钉孔受压边角度规定如下：沿钉孔受压边中点逆时针为正，顺时针为负。如图3-图7 所示， 分别为各层合板每种角度铺层孔边的von Mises 应力分布曲线， 从图中可以看出， 不同铺层比例的层合板其孔边应力分布大致相同，均具有如下的分布规律：对于0°铺层，其最大应力出现在孔边0°附近， 对应于单向层合板中的纤维方向；对于±45°铺层，其最大应力分别出现在孔边+45°、-45°附近， 同
教练机 2014年3期2014-12-02
- 圆孔孔边的应力集中分析及优化
界。由于讨论圆孔孔边的应力集中问题，宜采用极坐标。首先将外部直边界变换为圆边界，为此作如下等代变换：以圆点O 为圆心，以远大于a 的长度b 为半径作一大圆。根据应力集中的局部性，在大圆的周边上任一点A 处的应力与无孔时相同，即σx=q，σy=τxy=0。应用坐标变换公式，可得A 点的极坐标分量：于是矩形板转换成了内半径为a、外半径为b的厚壁圆筒的一个截面，根据参考文献[1]可以得到圆孔孔边的应力计算公式：根据上述公式可以得到如下结论：（1）沿孔边（r=a）
锻压装备与制造技术 2014年6期2014-07-01
- SH波入射下半空间垂直界面附近对称圆孔的动应力分析
界面之间的距离对孔边动应力集中系数的影响。1 理论模型无限半空间介质由双相介质垂直界面分为左右两部分，稳态SH波由左侧空间入射，同时在左右两侧分别含有一个圆形弹性孔洞缺陷，其理论模型如图1所示。其中，SH波的入射角度记作α0；介质Ⅰ、Ⅱ的弹性模量和密度分别设为μ1、μ2和ρ1、ρ2；圆形孔洞半径设为R，其圆心到半空间水平表面与垂直界面的距离分别设为h和d。同时建立如图所示坐标系x1O1y1，x′O′y′，x″O″y″，x2O2y2，它们之间的关系如下:z1
上海电机学院学报 2013年5期2013-11-09
- 平面桁架内力求解的“奇怪”现象分析
出，在剪状态下，孔边补强对于减少腹板上的应力集中有很好的效果.在纯剪状态下，包边补强是最优的选择，并且在保证补强片不增大脱胶时，补强结构的刚度，有利于减小腹板的应力集中的效果，与Guo S等[9－10]研究结论一致.图7 孔边最大应力值5 结论本文通过数值模拟方法研究了复合材料开孔工字梁在剪切力作用下孔边应力及补强分析，讨论了开孔间距，开孔距离梁下缘条的高度及开孔形状对孔边应力分布的影响，并针对水滴型孔研究了三种补强方式对孔边应力水平的影响.得到了以下结论
哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2013年6期2013-08-21
- 数字散斑法研究材料应变疲劳寿命的实例分析
GH4169材料孔边名义的应力～应变关系与疲劳循环次数的相关性，研究方法及结果对于建立材料损伤与寿命的联系、探索寿命预测方法有很好的借鉴作用。1 实验设备及试件①力值加载设备为MTS809材料试验机，载荷读数精度为0.5%，摄像用空间分辨率为768×576像素的CCD；②试件的材料为 GH4169，其 σ0.2=1 245MPa；σb=1 460MPa，试件及尺寸如图1所示；③通过利用交替喷洒黑漆点和白漆点的方法，预先在试件孔周的表面上制成随机分布的白光散
科学之友 2013年1期2013-01-23
- 受线性载荷作用的含加强圆环无限大板解析解
于几何不连续而在孔边产生的应力集中往往是含孔结构失效的主要因素，因而确定孔边的最大应力并采取措施予以加强一直是人们十分关注的课题［1－6］。在孔的内侧粘贴异质加强环（层）是一种减小孔边应力集中的有效方法，并在工程中得到广泛应用。求得这类问题的闭合解，有助于合理选择加强环（层）的材料及其厚度，从而可获得降低应力集中的最佳效果。为此，人们采用各种方法对此类问题进行了分析和计算。文献［2］采用Airy应力函数法分析了此类问题，并获得了加强环的最佳刚度和厚度。文献
合肥工业大学学报（自然科学版） 2012年2期2012-06-05
- 加工硬化引起的圆孔边应力集中数值分析
加工硬化引起的圆孔边应力集中数值分析卞步喜1，刘一华1，丁曙光2（1.合肥工业大学 土木与水利工程学院，合肥 230009；2. 安徽江淮汽车股份有限公司，合肥 230601）由于切削力的作用，钻孔后会在孔口附近形成加工硬化层。根据硬度与弹性模量之间的关系，将硬化层简化为一个异质圆环，应用有限元软件MSC.Patran&Nastran对钻一小圆孔的Q235钢板的单向拉伸进行了数值分析。研究表明，加工硬化对孔边附近的应力影响较大；孔边的应力集中系数随硬化层的
制造业自动化 2011年10期2011-01-19