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電磁鉚接鉚釘變形及鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究

發(fā)布時(shí)間:2017-04-17 01:05

  本文關(guān)鍵詞:電磁鉚接鉚釘變形及鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:飛行器的鉚接部位易發(fā)生疲勞破壞,適當(dāng)?shù)母缮媪磕苡行岣咩T接件的疲勞壽命。電磁鉚接由于其成形速率高,沿桿形成均勻的干涉量,容許形成較大的干涉配合,但采用平鉚模鉚接后達(dá)不到最佳干涉量,因此有必要對(duì)電磁鉚接鉚釘變形及鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行研究,以提高鉚接件的疲勞壽命。 針對(duì)電磁鉚接鉚釘變形方式,首先對(duì)應(yīng)力波在細(xì)長(zhǎng)桿中的傳播規(guī)律進(jìn)行分析,對(duì)一端固定一端加載以及兩端同時(shí)加載時(shí)應(yīng)力波在細(xì)長(zhǎng)桿中傳播的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo)。其次對(duì)鉚釘在電磁鉚接過程中的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行理論分析,應(yīng)用主應(yīng)力法建立了各個(gè)階段鉚接力的計(jì)算公式,,為實(shí)際鉚接中鉚接力的選擇提供了理論依據(jù)。 利用Abaqus軟件對(duì)電磁鉚接過程進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)鉚釘?shù)膭?dòng)態(tài)變形過程進(jìn)行分析,得到了鉚釘?shù)刃苄詰?yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間的變化規(guī)律,以及鉚接完成后剪應(yīng)力和殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上通過改變鉚模圓角以及鉚模傾角,分析了鉚模圓角、鉚模傾角對(duì)干涉量大小、殘余應(yīng)力大小及其分布、最大剪應(yīng)力、最大殘余拉應(yīng)力的影響,并利用Matlab對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行二次擬合,得到了以上各個(gè)參數(shù)與鉚模圓角以及鉚模傾角之間的函數(shù)關(guān)系。利用Fe-safe軟件對(duì)鉚接件的疲勞壽命進(jìn)行數(shù)值模擬,確定鉚接件疲勞壽命薄弱部位,并分析了殘余應(yīng)力對(duì)鉚接件疲勞壽命的影響,得到疲勞壽命隨殘余壓應(yīng)力的增大呈指數(shù)規(guī)律增大;谄诜治鼋Y(jié)果以及最佳干涉量選取原則建立鉚接件質(zhì)量評(píng)估目標(biāo)函數(shù),對(duì)鉚模結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。最后通過試驗(yàn)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明采用所設(shè)計(jì)鉚模結(jié)構(gòu)能有效提高鉚接件疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】:電磁鉚接 應(yīng)力波 數(shù)值模擬 鉚釘變形 鉚模結(jié)構(gòu) 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:V261.29;TH131.1
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第1章 緒論8-17
  • 1.1 課題研究的目的和意義8-9
  • 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向研究現(xiàn)狀及分析9-14
  • 1.2.1 國(guó)外電磁鉚接技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
  • 1.2.2 國(guó)內(nèi)電磁鉚接技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
  • 1.2.3 電磁鉚接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-14
  • 1.3 電磁鉚接工藝研究方法14-15
  • 1.3.1 解析法14-15
  • 1.3.2 試驗(yàn)法15
  • 1.3.3 數(shù)值模擬法15
  • 1.4 主要研究?jī)?nèi)容15-17
  • 第2章 電磁鉚接鉚釘變形理論分析17-35
  • 2.1 電磁鉚接鉚釘變形機(jī)理研究17-21
  • 2.1.1 彈性波在細(xì)長(zhǎng)桿中的傳播17-20
  • 2.1.2 塑性波在細(xì)長(zhǎng)桿中的傳播20-21
  • 2.1.3 彈塑性波的相互影響21
  • 2.2 細(xì)長(zhǎng)桿中應(yīng)力波傳播的數(shù)學(xué)模型21-27
  • 2.2.1 一端受沖擊力時(shí)應(yīng)力波傳播模型22-24
  • 2.2.2 兩端受沖擊力時(shí)應(yīng)力波傳播模型24-26
  • 2.2.3 受阻力時(shí)應(yīng)力波傳播模型26-27
  • 2.3 電磁鉚接過程中鉚釘受力分析27-34
  • 2.3.1 物理模型建立27
  • 2.3.2 鉚釘變形階段劃分27-29
  • 2.3.3 電磁鉚接鉚釘受力分析29-33
  • 2.3.4 鉚接所需鉚接力實(shí)例計(jì)算33-34
  • 2.4 本章小結(jié)34-35
  • 第3章 電磁鉚接過程的有限元分析35-46
  • 3.1 有限元建模流程35
  • 3.2 電磁鉚接有限元模型建立35-39
  • 3.2.1 幾何模型建立35-36
  • 3.2.2 材料屬性36-37
  • 3.2.3 接觸摩擦37-38
  • 3.2.4 網(wǎng)格劃分38-39
  • 3.2.5 邊界及載荷處理39
  • 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析39-45
  • 3.3.1 電磁鉚接鉚釘成形動(dòng)態(tài)分析39-40
  • 3.3.2 電磁鉚接鉚釘變形分析40-43
  • 3.3.3 電磁鉚接力分析43-45
  • 3.4 本章小結(jié)45-46
  • 第4章 鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化46-64
  • 4.1 鉚接件疲勞壽命分析46-53
  • 4.1.1 鉚接件靜力分析46-48
  • 4.1.2 鉚接件疲勞分析48-51
  • 4.1.3 殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響51-53
  • 4.2 鉚模構(gòu)型對(duì)鉚接質(zhì)量的影響53-59
  • 4.2.1 鉚模傾角對(duì)鉚接質(zhì)量的影響53-57
  • 4.2.2 鉚模圓角對(duì)鉚接質(zhì)量的影響57-59
  • 4.3 鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化59-63
  • 4.3.1 鉚模構(gòu)型與鉚接質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系59-62
  • 4.3.2 鉚模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62-63
  • 4.4 本章小結(jié)63-64
  • 第5章 電磁鉚接鉚模結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究64-70
  • 5.1 試驗(yàn)設(shè)備及材料64-66
  • 5.1.1 電磁鉚接設(shè)備及性能參數(shù)64
  • 5.1.2 剪切拉脫試驗(yàn)設(shè)備64-65
  • 5.1.3 鉚釘鉚模參數(shù)65-66
  • 5.2 不同鉚模結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果分析66-69
  • 5.2.1 干涉量分析66-67
  • 5.2.2 鉚接件剪切強(qiáng)度分析67-68
  • 5.2.3 鉚接件抗拉強(qiáng)度分析68-69
  • 5.3 本章小結(jié)69-70
  • 結(jié)論70-71
  • 參考文獻(xiàn)71-75
  • 致謝75

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本文編號(hào):312063

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