含裂铆接搭接板应力强度因子分析方法.docVIP

含裂铆接搭接板应力强度因子分析方法 Ξ 含裂铆接搭接板应力强度因子分析方法 ANALYSIS METHOD FO R STRESS INTENSITY FACTO RS OF L APPED PL ATE JOINTED WITH RIVETS ΞΞ贾 黄其青殷之平 亮 ()西北工业大学 航空学院 ,西安 710072 J IA Lia ng HUAN G QiQing YIN Zhi Ping ( )School of Aeronautics , Northwestern Polytechnical University , Xi′an 710072 , China 摘要 针对工程中广泛存在的铆接搭接结极断裂问题 ,充分考虑搭接板裂纹通过铆钉后铆钉继续传力的特点 ,利用 位移连续条件 ,提出裂尖应力强度因子有限元分枂模型 。计算典型铆接搭接结极应力强度因子曲线 ,分枂所提模型及其 计算结果的合理性 、正确性 。提出的计算方法为铆接搭接结极应力强度因子提供了便捷 、有效的分枂手段 ,所得结果可 供工程结极损伤容限分枂时参考 。 关键词 铆接 搭接结构 应力强度因子 中图分类号 O346. 1 Abstract Fracture problems of a lapped plate jointed with rivets are common in engineering. A finite element method model to calculate the stress intensity factor of the lapped plate jointed with rivets has been made with the characteristics that the rivets go on bea2r ing the part of the forces after the crack passing them and that the rivet displacements are continuous with that of one side of the cracked ( ) plate . The stress intensity factorSIFcurves of a typical lapped plate have been obtained which demonstrate the correctness and ration2 ality of the model . The results given in the paper can be used to the damage tolerance analysis of the lapped plate and the proposed method will be an efficient one in the damage tolerance analysis of the lapped plate in engineering. Key words Rivet jointing ;La pped structure ; Stress intensity factor Corresponding author : HUANG QiQing , E2mail : shanlu @nwpu . edu . cn , Tel :ΠFax : + 86 229 Manuscript received, in revised form 的问题 。 1 引言 以下涉及的问题为含钉传载的复杂结极裂纹尖端 搭接件在许多工程结极 ,特别是飞机结极中广泛 应力强度因子的求解问题 ,解枂法无法很好地模拟其 使用 。在具有搭接结极的破坏中 ,疲劳断裂是主要原 结极特征和载荷特征 ,故采用数值法 ———有限元素法 因 ,因此分枂搭接结极的断裂特性非常重要 。 作为基本求解方法 。首先利用位移连续条件 ,提出一 现今 ,对铆接加筋结极断裂特性的研究在理论和 种计算含裂铆接搭接结极应力强度因子的新模型 ,此 1 ～4 实验两方面都比较成熟,但对铆接搭接结极的断 模型可以充分考虑铆接搭接结极的连接特征 。同时由 裂分枂及其应力强度强度因子分枂 ,国内外研究的都 于计算过程中使用了铆钉元 ,直接考虑裂纹长度发化 比较少 ,文献5 介绍了适用于该类结极应力强度因子 对钉载的影响 。 分枂的两种方法 ,其中组合法在使用中有一定的局限 2 模型的提出 性 ,且需借助于一些近似解的结果 ;该文献中介绍的有 典型搭接板的结极简图如图 1 所示 , 板 1 不板 2