对于搅拌摩擦焊接加筋板轴压稳定性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第48卷第l6期机械工程学报VO1．48NO．162012年8月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGAug．2012DoI：l0．3901／JME．2012．16．064搅拌摩擦焊接加筋板轴压稳定性研究邵青何宇廷张腾伍黎明(空军工程大学航空航天工程学院西安710038)摘要：运用半经验公式对采用搅拌摩擦焊接技术的加筋板轴向压缩局部屈曲临界应力进行工程计算，并应用有限元软件ABAQUS对该型结构的稳定性进行数值计算，得到结构的失稳屈曲临界载荷；参考工程

2、计算和有限元计算值，对加筋板进行轴向压缩试验，对其屈曲形式、失稳及破坏载荷进行试验研究，并考虑侧边支持条件对结果的影响。试验分析表明，非承载边的约束条件对试件的屈曲载荷有一定的影响，而对试件的承载能力影响较小；搅拌摩擦焊加筋板具有一定的后屈曲承载能力；有限元计算结果与试验结果较吻合，说明模拟方法可以用来对该型结构的稳定性能进行分析，从而为该型结构的优化设计及工程应用提供分析参考。关键词：搅拌摩擦焊加筋板稳定性有限元法ABAQUS中图分类号：V214StudyonStabilityPerformanceofFr

3、ictionStirWeldedStiffenedPanelunderUniaxialCompressLoadSHAOQingHEYutingZHANGTengWULiming(AeronauticsandAstronauticsEngineeringCollege，AirForceEngineeringUniversity,Xi’an710038)Abstract：Localcriticalbucklingstressoffrictionstirweldedstifenedpaneliscalculated

4、bysemi—empiricalformula．Inaddition，finiteelementsoftwareABAQUSisappliedtoanalyzethebucklingbehaviorofthestructure．Accordingtothecalculationresults，axialcompresstestonstifenedpanelspecimensisconductedtoobtainthestabilityperformanceandcarryingcapacityofthestr

5、ucture．Theefectofboundaryconditionofunloadededgesisconsidered．Itisfoundthatboundaryconditionofunloadededgeshaslessefectonthecarryingcapacitythancriticalbucklingloadofthespecimens．Theexperimentresultsindicatethatthestructurestudiedhasacertainpost-bucklingcar

6、ryingcapacityandthefiniteelementmethodiscapabletoanalysisthestabilityofthestructure，whichofersareferencedmeansfortheoptimizationdesignandengineeringapplicationofthestructure．Keywords：FrictionstirweldStiffenedpanelStabilityFiniteelementmethodABAQUS重要的意义J。0前言

7、搅拌摩擦焊(Frictionstirweld，FSW)作为一种新型的固相连接技术在航空铝合金的焊接方面显示薄壁结构是工程中应用比较广泛的一种结构，出了巨大的优势。与传统的铆接／螺接连接工艺相当它们受面内压缩、剪切等载荷作用时，常见的失比，搅拌摩擦焊工艺具有更快的制造速度，同时可效模式为屈曲失稳lJJ。工程上，加筋板的屈曲形式大大减小航空结构的质量，使飞机高成本、大件加可以分为三种：加筋筋条间蒙皮的局部屈曲或筋条工、机械连接方式变为低成本、小件焊接、整体成的局部屈曲；加筋板的总体屈曲；加筋板的压损破形结构方式J

8、。坏J。结构在发生屈曲以后并不破坏，仍旧具有很国外学者和机构对搅拌摩擦焊加筋薄壁结构大的承载能力，即后屈曲强度。对加筋壁板进行屈的屈曲问题进行了较多的理论和试验研究。YOON曲及后屈曲研究，有助于在保证安全的前提下减轻等L5对不同构型搅拌摩擦焊整体加筋板的屈曲性能进行了试验和仿真研究；JEOMt~J通过试验研究了铝结构重量和节约经费，对提高飞机的经济效益有着合金搅拌摩擦焊加筋板的屈曲和后屈曲性能，并