机械结构中受剪连接部位应力集中及相关力学性能研究

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1、？■＇■．节心聲＞．、，．？、：＾Ｖ則请叩７＇．Ｖ声Ｖ．，Ｖ—义分类号学号ＭＺ１２６２８ＵＤＣ密级义赛攝＾壤叫ＵＹＡＮＧＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲＳ巧Ｙ硕壬学佐冷丈（专业型）机械结构中受剪連接部位应力集中及相关力学性能研究秦超．■■‘■＇■江苏扬州２２５００■，．，扬州大學，９＿＿指导教师姓名；；；號除超讲师＇工：机械程申请学位级别；硕壬学科专业名称＿＿论文提交日期：２０１５年５月论文答辩日期：２０１５年６月２０１５年６月扬州大学学位授予日期；学位授予单位：答辩委员会主席；

2、张剑锋２０１５年６月扬州大学硕±学位论女机械结构中受剪连接部位应力集中及相关力学性能研究秦超指导教师：戴蔭超扬州大学中华人民共和国，扬州２０１５年４月机械结构中受剪连接部位应为集中及相关力学问题Ｉ摘要在机械连接结构中存在着大量紧固件连接，由于结构件在钉孔附近存在歷著的应力集中，裂纹将首先在此萌生，进而导致结构件发生疲劳或断裂，使得连接结构失效。因此紧固连接结构的疲劳强度问题受到了广泛关注，尤其是在民机结构设计与分析领域。目前，国内外民机结构耐久性评定主要采用的是疲劳分析和细节疲劳额定值（ＤＦＲ）方法。当前一ＳＳＦＤＦＲ方法进

3、行拓，对于受拉结构般采用应力严重系数（）法对展，而广泛应用一应力集中系数ＳＦ于工程领域的疲劳寿命的估算方法（Ｓ）法，其主要适用于受拉连接结构，而在通常的受剪连接结构中，不仅有剪切载荷的作用，同时仍有拉压载荷的作用，在分析中需要同时加Ｗ考虑，因此对于受剪结构而言ＳＳＦ法不能直接适用，需要对ＤＦＲ法进行改进，而在对ＤＦＲ方法的改进与拓展研究中，最为关键的问题是钉载分配与应力集中问题。本文在经典弹性力学的基础之上，采用Ｈ维有限元方法，对双排多钉连接结构分别在受拉和受剪情况下的钉载分配、孔边危险点的应力情况进斤了分析，研巧了在受拉连接结构下影响巧载分配关系与孔边危险点应

4、力集中情况的主要因素，包括板厚、材料性能、构件尺寸、及连接工艺等。重点研究了受剪连接结构中连接部位应力集中及相关力学性能问题，给出了受剪连接结构的钉载分配及应为集中问题的计算方法。并Ｗ试验验证了受剪情况下的钉载分配及孔边应力分布情况，实验结果、有限元结果、及理论分析的相关结果较为吻合，表明本文的计算、分析是正确的，得到了相关计算分析过程是合理的。论文主要研巧内容有：（１）通过对剪切载荷作用下结构件中的紧固件连接情况、分布情况、及变形的分析，探讨结构件中的载荷传递规律，解决各紧固件的载荷分配问题；（２）在得到了紧固件载荷的情况下，针对钉孔作用区内的应力分布

5、情况，解决剪切载荷作用下钉孔附近的应力集中问题；这一研究为后续的提出受剪连接情况下工程结构中应为集中分析方法，得到应为集中计算表达式，彻底解决送类问题奠定坚实基础；为受剪连接结构的疲劳分析奠定理论基础。关键词：受剪连接、应力集中、钉载分配、疲劳寿命、有限元分析机械结构中受剪连接部位应力集中及相关力学闷题ＩＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅｉｓａｌａｒｇｅ打ｕｍｂｅｒｏｆｔｉｇｈｔｆｉｒｍｗａｒｅｉ打瓜ｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｃｒａｃｋｗｉｌｌｆｉｒｓｔｌｙａｐｐｅａｒｎｅａｒｔｈｅｎａ

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7、ｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｔｒｅｓｅｎｔｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｎｇｐ，ｇｃｏｕｎｔｒｉｅｓｍａｉｎｌｙｕｓｅｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆａｔｉｇｕｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｔａｉｌｆａｔｉｇｕｅｒａｔｉｎｇ（ＤＦＲ）化ｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｉｖｉｌａｉｒｃｒａｆｔ．Ｓｔｒｅｓｓｓｅｒｉｏｕｓｆａ