连接件疲劳寿命分析的改进SSF法

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由于航空连接件中孔的大量存在,使得连接区成为在疲劳载荷作用下疲劳破坏发生的主要部位,而连接件的破坏又会导致整个结构传力功能的破坏,因此连接件的寿命很大程度上决定了整架飞机的寿命,准确地计算连接区的疲劳寿命具有十分重要的意义。借鉴以往学者对连接件孔应力集中的研究成果,本文对连接件疲劳寿命分析的应力严重系数(SSF)法模型中两个问题进行了研究和改进。采用二维有限元法对连接件的受载孔附近进行了细致的分析,得到二维情况下孔边应力分布。按照连接件疲劳破坏现象,将SSF法中的挤压应力集中系数从最大应力位置处修正到了垂直于总体载荷方向处,并给出了修正后的挤压应力集中系数K_tb拟合公式。采用三维弹性接触有限元分析,计算得出了三维情况下连接件的孔边应力分布情况,引入三维应力集中与二维应力集中之间的折算系数γ,得到了垂直于总体载荷方向处的挤压分布系数,并给出了修正后的挤压分布系数θ拟合公式。运用修正的挤压应力集中系数K_tb、挤压分布系数θ及折算系数γ给出了改进的SSF法,算例表明本文结果比改进前的结果更加接近试验值。对等效SSF中存在的问题进行了改进。运用修正后的K_tb及θ和改进后的等效SSF法对某型飞机连接区的寿命进行了估算,计算结果令人满意。
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