| 【中文题名】 | 套接结构的接触分析与试验研究 |
| 【英文题名】 | Contact Anlysis and Experiment Study of Sleeve Structure |
| 【学科专业】 | 飞行器设计 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-5-23 |
| 【中关键词】 | 接触,套接,有限元,固有特性,, |
| 【英关键词】 | contact,soc ket joint,finite element,inherent cha racteristic, |
| 【分类导航】 | 航空、航天>航空>基础理论及试验>航空器结构力学>> |
| 【论文摘要】 | 在飞行器设计中，结构强度和固有特性的分析精度在一定程度上影响着许多设计环节的有效性。无论是动态响应计算，结构动态稳定性分析，还是结构与飞行器其他系统的耦合干扰分析，往往都是以结构动态固有特性为基本的原始数据，同时这些研究必须是以结构满足强度要求为前提的。在复杂的飞行器结构中，连接面的存在给结构的强度分析和动力学分析带来了困难。本文以接触理论和有限元数值方法为指导，使用结构分析软件NASTRAN对套接结构进行了强度分析和固有特性分析，并通过静力试验和动力学敲击试验对结果进行了验证。
接触问题涉及应力集中、边界非线性、甚至材料或几何非线性。本文第二章先通过对接触问题有限元数值方法的研究并结合套接实物模型提出合理的解决接触问题的物理模型，并通过一算例验证了方法的准确性。第三章通过应用软件NASTRAN对套接结构进行了强度分析和固有特性分析，并对使用该软件进行建模的过程进行了详细介绍。第四章介绍了对某一套接结构所进行的受拉、受扭和弯剪组合试验，并将试验结果与软件的计算结果进行了比较分析。本文最后对螺钉直径和预紧力变化对套接结构刚度所产生的影响作了讨论，通过几种工况下理论计算结果的比较分析，得出了螺钉直径... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-6 |
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目录 |
6-8 |
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第一章 绪论 |
8-12 |
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1.1 研究意义与背景 |
8-10 |
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1.2 考虑连接面的计算方法 |
10 |
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1.3 接触问题的有限元数值方法 |
10-11 |
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1.4 结构固有特性计算的有限元方法 |
11 |
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1.5 本文所做的工作 |
11-12 |
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第二章 接触问题的有限元方法 |
12-40 |
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2.1 引言 |
12-14 |
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2.2 节点对模型与势能原理分析接触问题 |
14-22 |
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2.2.1 接触边界条件 |
15-16 |
|
2.2.2 接触增量方程的建立 |
16-17 |
|
2.2.3 接触边界条件的代入 |
17-22 |
|
2.2.4 判断新的接触条件准则 |
22 |
|
2.3 点面接触的物理模型与修正势能原理分析接触问题 |
22-31 |
|
2.3.1 接触体的物理模型 |
23-26 |
|
2.3.2 接触条件判断与修正 |
26-31 |
|
2.4 接触的算例 |
31-34 |
|
2.4.1 问题的提出 |
31 |
|
2.4.2 用节点对的方法求解 |
31-33 |
|
2.4.3 用点面接触算法求解 |
33-34 |
|
2.5 套接 |
34-40 |
|
2.5.1 结构特点及承力特性 |
34 |
|
2.5.2 接触模型及计算方法 |
34-35 |
|
2.5.3 螺钉的模型 |
35-36 |
|
2.5.4 预紧力问题的处理 |
36-39 |
|
2.5.5 计算方法 |
39-40 |
|
第三章 结构固有特性分析方法与模态试验 |
40-60 |
|
3.1 结构动力学的有限元方法 |
40-46 |
|
3.1.1 运动方程的建立 |
40-44 |
|
3.1.2 质量矩阵 |
44-46 |
|
3.2 结构固有特性的有限元分析 |
46-50 |
|
3.2.1 无阻尼系统的自由振动 |
46 |
|
3.2.2 有阻尼系统的自由振动 |
46-50 |
|
3.3 模态试验 |
50-60 |
|
3.3.1 试验件支承 |
50-51 |
|
3.3.2 试验方法 |
51-52 |
|
3.3.3 套接的模态分析 |
52-60 |
|
第四章 套接结构静力强度计算与试验 |
60-77 |
|
4.1 试验件强度计算 |
60-62 |
|
4.1.1 试验件结构简图 |
60-61 |
|
4.1.2 理论计算模型 |
61-62 |
|
4.1.3 结构材料参数 |
62 |
|
4.2 其它试验设备简介 |
62-66 |
|
4.2.1 加载系统 |
62-64 |
|
4.2.2 应变片粘贴简介 |
64 |
|
4.2.3 应变片参数 |
64-65 |
|
4.2.4 应变测量系统简介 |
65-66 |
|
4.3 拉伸试验 |
66-69 |
|
4.3.1 试验结构图 |
66 |
|
4.3.2 试验结果 |
66-67 |
|
表4.3.1 试验结果 |
66-67 |
|
4.3.3 试验结果与理论计算比较 |
67-69 |
|
4.4 扭转 |
69-73 |
|
4.4.1 试验结构图 |
69-70 |
|
4.4.2 试验结果 |
70-71 |
|
4.4.3 试验结果与理论计算比较 |
71-73 |
|
4.5 弯剪试验 |
73-77 |
|
4.5.1 试验结构图 |
73 |
|
4.5.2 试验结果 |
73-74 |
|
表4.5.1 试验结果 |
73-74 |
|
4.5.3 试验结果与理论计算比较 |
74-77 |
|
第五章 螺钉直径和预紧力的变化对结构强度的影响 |
77-85 |
|
5.1 螺钉参数 |
77 |
|
5.2 理论计算 |
77-84 |
|
5.3 结果分析 |
84-85 |
|
第六章 结束语 |
85-86 |
|
6.1 论文的主要工作和成果 |
85 |
|
6.2 建议 |
85-86 |
|
参考文献 |
86-88 |
|
致谢 |
88-89 |
|
发表论文和参加科研情况说明 |
89-90 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.96957 |
