含多裂纹对接板应力强度因子三维有限元分析

• 作者: 冯振宇 柴崇博 邹君 牟浩蕾
• 来源期刊: 航空学报
• 关键词: 多部位损伤(MSD) 对接结构 应力强度因子(SIF) 三维有限元 铆接
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 论文|Article
• 页码范围: 237-244
• 页数: 8页
• 分类号: V215.6
• 语种: 中文

摘要

应力强度因子(SIF)分析是含多部位损伤(MSD)结构的裂纹扩展分析及寿命预测的基础,对于连接结构采用简化模型难以考虑次弯曲、铆钉变形等因素影响.本文建立了含MSD对接板的三维有限元模型,研究了不同损伤模式、设计构型和约束条件下的裂纹尖端SIF分布特性以及随裂纹长度的变化规律.结果 表明,孔边裂纹Ⅰ型SIF起主导作用,Ⅱ型和Ⅲ型SIF可忽略不计;由于次弯曲效应,SIF从外表面到内表面近似呈线性关系逐渐增加;MSD裂纹之间存在较强的干涉作用,且裂纹间距离越短数量越多,干涉作用越强;SIF随拼接板厚度增加呈先增加后降低的趋势,原因是拼接板刚度和铆钉柔度对铆钉载荷传递有一定影响;采用埋头铆钉会使SIF值增加,且内外表面差异变得更大;反翘曲约束对裂纹尖端SIF均值影响很小,但能显著降低SIF沿厚度方向的变化.