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飞机某典型螺栓连接件的振动疲劳试验研究

李益萱 王龙

李益萱, 王龙. 飞机某典型螺栓连接件的振动疲劳试验研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(9): 1401-1405. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190032
引用本文: 李益萱, 王龙. 飞机某典型螺栓连接件的振动疲劳试验研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(9): 1401-1405. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190032
Li Yixuan, Wang Long. Study on Vibration Fatigue Testing of Aircraft Typical Bolt Connector[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(9): 1401-1405. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190032
Citation: Li Yixuan, Wang Long. Study on Vibration Fatigue Testing of Aircraft Typical Bolt Connector[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(9): 1401-1405. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190032

飞机某典型螺栓连接件的振动疲劳试验研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190032
详细信息
    作者简介:

    李益萱(1988-), 工程师, 硕士, 研究方向为动态疲劳, liyixuan0430@126.com

  • 中图分类号: V231.9

Study on Vibration Fatigue Testing of Aircraft Typical Bolt Connector

  • 摘要: 为确定不同螺栓连接形式与不同名义厚度的某典型结构连接件的振动疲劳极限寿命,并比较其振动疲劳性能,本文针对连接件要求考核部位的特殊性,提出了简支结构的夹具设计方法,在经过有限元模拟计算及在模态试验中进行了验证考核后,成功应用于正式试验中,另外,试验采用小量级振动条件下应变数值曲线拟合得到大量级振动条件下应变值,完成了试验应变-寿命曲线的绘制。通过此次试验研究表明:1)简支结构的夹具设计被证明适用于此类搭接结构的螺栓连接件,可以应用在此后类似的振动试验中;2)复材名义厚度为5 mm的单排双钉连接件,在同样的应变水平下,具有最长的振动疲劳寿命,即振动疲劳性能最好;3)4种不同形式的螺栓连接件,振动疲劳破坏位置均为金属部分,在下一步的设计中需更换金属材料,加强金属搭接板的动强度。
  • 图  1  两种典型螺栓连接件示意图

    图  2  螺栓连接件一弯振型状态下应变有限元模拟图

    图  3  模态试验现场图

    图  4  单列双钉连接件(复材名义厚度3 mm)不同激振量级下的应变拟合

    图  5  不同连接形式/复材名义厚度的螺栓连接试验件的应变-寿命曲线比较

    图  6  不同连接形式/复材名义厚度的螺栓连接试验件破坏形式

    表  1  不同连接形式/复材名义厚度的螺栓连接件振动疲劳试验循环次数

    试验件名称 复材件名义厚度b/mm 试验顺序 试验时间/min 等效频率 循环次数
    单排双钉1(4#) 3.0 第一组 62 426 1.58×106
    第二组 139 456 3.80×106
    第三组 174 456 4.76×106
    单排双钉2(2#) 5.0 第一组 136 456 3.72×106
    第二组 150 456 4.10×106
    第三组 245 456 6.70×106
    单列双钉1(3#) 3.0 第一组 45 485 1.31×106
    第二组 194 456 5.31×106
    第三组 169 485 4.92×106
    单列双钉2(1#) 5.0 第一组 101 476 2.88×106
    第二组 175 456 4.35×106
    第三组 198 476 5.65×106
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  • 收稿日期:  2017-12-10
  • 刊出日期:  2019-09-05

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