纤维金属层板铆接界面端应力奇异性场及微动疲劳寿命的研究
发布时间：2017-11-15 08:24
本文关键词：纤维金属层板铆接界面端应力奇异性场及微动疲劳寿命的研究
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【摘要】：纤维金属层板铆接构件广泛应用于工业各个领域,尤其是航空航天领域。由于铆接结构中存在许多接触界面,这些接触界面处在外载荷的作用下很容易产生应力奇异性和微动疲劳破坏,因此,分析纤维金属层板铆接界面端的应力奇异性场和微动疲劳对改善铆接结构强度和可靠性具有重大意义。研究的主要内容有以下几点:1)针对铆接结构的特点,应用特征函数扩展技术分析柱坐标下接触界面端的应力奇异性问题。首先建立柱坐标下圆柱体端面接触边缘附近的三维渐近位移场和应力场渐近表达式。然后根据铆钉/被铆接件接触界面端的边界条件,建立一个非线性特征方程组,据此求解界面端邻域的应力奇异性指数、位移和应力角分布函数的数值解,此方法的准确有效性得到了有限元计算结果的验证。分析了平头、沉头以及半圆头铆钉构成的铆接结构的应力奇异性问题,考察了铆钉材料、铆钉类型和摩擦系数对接触界面端应力奇异性指数和应力场角分布的影响。2)通过有限元ABAQUS软件,以铝合金纤维层板与45号钢板组成的铆接构件为研究对象,得出了纤维金属层板铝板层与铆钉铆接触界面上应力分布情况,分析了循环疲劳载荷、铆钉预应力以及接触表面摩擦系数变化对接触界面上的应力场影响。3)介绍了临界平面法以及相关的应变能密度准则,计算了纤维金属层板铝板层与铆钉帽之间接触界面部分的损伤参量值在上面的分布云图以及接触内外边缘上的分布曲线,最后讨论了常温和降温状态下铆钉预应力、循环载荷和界面摩擦系数的变化对损伤参量的影响。
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V215
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