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基于ANSYS的机翼接头www.mg4355cc.com手机版及mg4355平台

发布于:2018-10-31 19:18
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      机翼接头是连接机身与机翼的部件,通过一系列螺栓连接把机翼荷载传递到机身上去,它是飞机中重要的传力构件。从受力角度看,机翼、机身和尾翼是飞机最重要的三部分,而且在飞机结构中,连接件所占的比重较大,疲劳破坏也经常发生在连接部位。从飞机的安全角度来讲,机翼接头的强度校核就显得尤其重要。研究的接头是簸其形高强度受拉对接接头,作用在接头上的荷载有水平拉力和弯矩两种,接头主要承受水平拉力荷载,弯矩影响较小,所以只在水平拉力下对接头进行深入研究。ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用www.mg4355cc.com手机版软件,具有强大而广泛的分析功能,可以减少或避免物理测试过程,通过计算机模拟各种工况下结构的工作状况,准确地计算其变形和应力,使产品在设计阶段就对其各项性能进行评估,及早发现并及时改进设计上存在的问题,可用APDL参数化设计语言建立结构的有限元计算模型,该程序具有良好的开放性和可调性,只要改变设计参数就能改变设计模型,极大地减少了设计人员的劳动强度,同时大大缩短了设计研发周期。利用ANSYS中的APDL(参数化设计语言)建立有限元模型并进行mg4355平台,得出应力分布规律,提出合理的模型,为接头的设计提供理论依据。
      机翼接头是由底板、横肋、纵肋、侧肋、固支端等部分组成,如图所示。用薄板模拟飞机机翼的蒙皮和长析,接头和机翼是由一组高强度螺栓联接的。计算模型,如图所示。用上、下两个同样规格的接头夹住蒙皮和长析模拟件,即接头采用对称布置,并用一组螺栓把三者连接在一起,为了避免在施加拉力过程中由于偏心荷载产生附加弯矩和附加应力,在上、下接头的固支端面施加固定约束条件,在模拟件的最外端施加400KN的水平拉力。螺栓孔的应力集中和底板的强度是研究重点。为了研究孔边应力集中,在有限元模型中,采用接触单元targe170和conta174设置接触对约束模拟螺栓与螺栓孔的相互作用,为了提高接触的模拟精度,螺栓孔周围采用映射网格划分,格网划分要细;接头的其它地方用自由网格划分。用SOLID95和SOLID92号实体单元建立模型,共106457个实体单元。
      接头和蒙皮模拟件用硬铝合金材料,弹性模量是70GPa,强度极限是560MPa,螺栓用合金钢材料,弹性模量是210GPa,强度极限是1700MPa。分别对八种不同工况进行了计算和分析:(1)按光弹性试验的实际模型尺寸和材料计算,接触地方全部设置接触对约束,螺栓施加10000N的预紧力;②不施加螺栓预紧力,其它同工况一;(3)给螺栓施加15000N的预紧力,其它同工况一;(4)螺栓和螺栓孔过盈装配,过盈量为0.02mm,其它同工况一;(5)过盈量为0.04mm,其它同工况一;(6)把接头材料改为合金钢,其余同工况一;(7)固支端部的厚度减小10mm,其余同工况一;(8)在工况一的基础上,把螺栓和螺栓孔的半径增大。
      有限元模型建立后,在求解器中进行各个工况下的计算仿真,然后通过ANSYS的后处理器模块可以提取模型的计算值,也可以用云图显示模型的应力图和位移图等。接头主要受拉压力作用,可以通过ANSYS后处理器(CPOSTl)中的第一主应力、第三主应力和VonMises应力来判断它是否满足的强度要求。其中第一主应力的情况最主要,因为第一主应力反应地是拉应力情况,拉应力会加剧裂纹的扩展,对接头的安全使用影响很大。从第一主应力云图来看,接头的前端表面主要受压,后端表面主要受拉;从VonMises云图来看,接头两端的螺栓孔周围应力集中比较大,中间部分的螺栓孔周围应力水平较低,说明接头的两端连接螺栓上分配的荷载最大,中间部分的螺栓上分配的荷载最小,这符合接头的的各个连接螺栓的荷载分配规律。最大VonMises等效应力是491.66MPa,小于材料的屈服强度。


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