發(fā)布時(shí)間：2017-11-20 03:06

  本文關(guān)鍵詞：考慮連接性能的攪拌摩擦點(diǎn)焊加筋壁板力學(xué)性能分析

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【摘要】：加筋壁板結(jié)構(gòu)通過其特有的承載形式降低了對(duì)材料的使用,減輕結(jié)構(gòu)重量,提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。攪拌摩擦焊作為一種新型的固相連接技術(shù),與傳統(tǒng)鉚接工藝相比,攪拌摩擦焊提高了生產(chǎn)效率,并減輕了結(jié)構(gòu)重量。因此,研究攪拌摩擦點(diǎn)焊加筋壁板具有重要理論意義與工程應(yīng)用價(jià)值。本文首先采用搭接剪切試件和十字拉伸試件進(jìn)行了鋁合金攪拌摩擦點(diǎn)焊焊點(diǎn)拉伸強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度試驗(yàn),得到了焊點(diǎn)連接區(qū)域的力學(xué)性能以及失效機(jī)理。并開展了鋁合金攪拌摩擦點(diǎn)焊加筋壁板壓縮和剪切穩(wěn)定性試驗(yàn),并與鉚接加筋壁板進(jìn)行了對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明,攪拌摩擦點(diǎn)焊加筋壁板的承載能力與鉚接加筋壁板基本一致,其最終形式主要表現(xiàn)為焊點(diǎn)的脫焊或壁板的破壞。提出了采用三彈簧單元模擬焊點(diǎn)連接的有限元模型,通過對(duì)比焊點(diǎn)區(qū)域?qū)嶓w有限元模型、殼元/體組合模型以及殼元/簧元組合模型在受軸向拉伸時(shí)剪應(yīng)力分布,并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了連接單元的有效性。基于三彈簧元焊點(diǎn)模型建立了攪拌摩擦點(diǎn)焊加筋壁板的有限元簡(jiǎn)化模型,研究了其在壓縮和剪切載荷作用下的力學(xué)性能。通過與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析表明,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為吻合,說明有限元模擬方法可以用來對(duì)該型結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析。基于Isight軟件中的多島遺傳算法對(duì)攪拌摩擦點(diǎn)焊加筋壁板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化中考慮了焊點(diǎn)連接性能,采用了焊點(diǎn)間距作為優(yōu)化變量并引入了焊點(diǎn)連接強(qiáng)度的約束條件,使結(jié)構(gòu)達(dá)到焊點(diǎn)破壞狀態(tài)時(shí)所施加載荷更接近結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞載荷,提高了結(jié)構(gòu)的效率。優(yōu)化方法思路清晰,簡(jiǎn)單易行,結(jié)構(gòu)減重效果明顯。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V214

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1205832