航空連接結(jié)構(gòu)的三維應(yīng)力集中與裂紋分析.pdf

1、耳片作為航空工程中廣泛使用的重要連接結(jié)構(gòu)，應(yīng)力集中以及斷裂疲勞性能對(duì)航空結(jié)構(gòu)的安全性及壽命至關(guān)重要。當(dāng)前廣泛使用的疲勞斷裂理論往往是基于二維理論建立的，實(shí)際使用的構(gòu)件具有明顯的三維效應(yīng)，因此研究耳片結(jié)構(gòu)的三維應(yīng)力集中因子以及裂紋尖端三維應(yīng)力強(qiáng)度因子具有重要的工程意義。本文采用商用有限元軟件接觸算法模擬銷釘和耳片之間的作用，對(duì)耳片孔三維應(yīng)力集中問題、含有穿透直裂紋耳片的裂紋尖端三維應(yīng)力強(qiáng)度因子以及復(fù)合材料耳片層裂破壞進(jìn)行了研究，取得以下結(jié)

2、論：
　　 1.當(dāng)r/R≥0.98時(shí)，r/R的變化對(duì)平面應(yīng)力集中因子影響很大，當(dāng)r/R 從0.98增加到1時(shí)，平面應(yīng)力集中因子增加了大概30％。同時(shí)我們得到了最大應(yīng)力集中因子的經(jīng)驗(yàn)公式，這將有助于工程中耳片的強(qiáng)度和疲勞設(shè)計(jì)。其他參數(shù)如耳片與銷釘?shù)臈钍夏Ａ勘纫约凹虞d水平對(duì)應(yīng)力集中因子也有影響，因此在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)過程中，必須考慮這些因素。對(duì)于應(yīng)力集中因子以及接觸壓力，當(dāng)B/R<2時(shí)，三維效應(yīng)并不明顯；當(dāng)B/R≥2時(shí)，三維效應(yīng)表現(xiàn)的

3、非常明顯。
　　 2.本文基于復(fù)合材料層合板層裂判斷準(zhǔn)則，應(yīng)用有限元商用軟件ANSYS 命令語言APDL對(duì)復(fù)合材料層裂破壞形式進(jìn)行了有限元模擬，當(dāng)載荷增加到一定時(shí)，復(fù)合材料層裂縫迅速擴(kuò)展，同時(shí)伴有一定數(shù)量新層裂縫的產(chǎn)生。
　　 3.對(duì)于含直裂紋耳片，I型裂紋強(qiáng)度因子KI具有明顯的三維效應(yīng)，當(dāng)厚度小時(shí)，沿厚度方向上，KI的變化很小，但是隨著厚度的增加，KI在厚度方向上的變化增加了。隨著裂紋長度的增加，對(duì)于同一厚度的耳片，其