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飞机U型铆接构件不同加载角度下失效特性试验及数值模型研究
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作者 牟浩蕾 张经纬 +2 位作者 赵一帆 解江 冯振宇 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期148-158,共11页
在坠撞载荷作用下,运输类飞机的机身连接构件失效是其主要的失效形式之一。针对U型铆接构件,采用试验与仿真方法,研究其在不同加载工况(纯拉脱、30°、45°、60°和90°纯剪切)的失效特性,揭示U型件厚度和加载角度对其... 在坠撞载荷作用下,运输类飞机的机身连接构件失效是其主要的失效形式之一。针对U型铆接构件,采用试验与仿真方法,研究其在不同加载工况(纯拉脱、30°、45°、60°和90°纯剪切)的失效特性,揭示U型件厚度和加载角度对其失效特性的影响规律;建立基于峰值载荷失效的双线性单元模型(梁单元、六面体单元、4六面体簇单元和8六面体簇单元模型)和SPR2(self-piercing rivet 2)约束单元模型,得到可应用于坠撞仿真分析的铆钉数值模型。结果表明:随着加载角度增大,铆钉承受载荷由拉脱载荷变为剪切载荷,铆钉失效由钉头拉脱变为钉杆剪断;U型件承受载荷由面外拉伸载荷变为面内挤压载荷,失效位移减小;随着厚度增加,U型件不易发生变形,失效载荷增加,失效位移减少。基于峰值载荷失效的双线性单元模型中,8六面体簇单元模型获得的失效载荷与失效位移与试验结果吻合较好;8六面体簇单元模型与SPR2约束单元模型获得的失效载荷偏差均在10%以内,但8六面体簇单元模型的失效载荷偏差更小;两个模型获得的失效位移偏差稍大,但SPR2约束单元模型的失效位移偏差相对较小(15%以内)。8六面体簇单元和SPR2约束单元模型可应用于飞机坠撞仿真。 展开更多
关键词 U型铆接构件 失效特性 双线性单元模型 spr2约束单元模型
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无铆钉自冲铆接有限元简化模型建模方法研究 被引量：2
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作者 周璐瑶 吕婕 +1 位作者 陆善彬 叶辉 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期126-131,共6页
无铆钉自冲铆接被广泛用于异种材料的连接,其失效形式对整车的碰撞性能至关重要。本文对钢铝异种材料无铆钉自冲铆接接头简化有限元模型的建模方法进行了一定的研究。在准静态条件下,分别采用梁单元、实体单元和约束单元(SPR2模型)作为... 无铆钉自冲铆接被广泛用于异种材料的连接,其失效形式对整车的碰撞性能至关重要。本文对钢铝异种材料无铆钉自冲铆接接头简化有限元模型的建模方法进行了一定的研究。在准静态条件下,分别采用梁单元、实体单元和约束单元(SPR2模型)作为铆接简化有限元模型,进行十字拉伸和搭接剪切试验的仿真分析。结果表明:在十字拉伸工况下,SPR2模型结果的载荷值相比试验稍偏弱,但整体与试验值较符合;在搭接剪切工况下,梁单元无法模拟韧性失效模式,实体单元和SPR2模型均能模拟出韧性失效模式。考虑到实体单元建模复杂,SPR2模型作为铆接简化有限元模型较为理想。在动态加载试验中,对SPR2模型展开进一步研究。SPR2模型在动态十字拉伸试验中跟静态一样可以准确模拟出失效点,同时在动态搭接剪切试验中对失效点的预测比静态更为准确。 展开更多
关键词 无铆钉自冲铆接 简化模型 spr2模型 失效
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