高锁螺栓干涉连接中极限干涉量

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1、第49卷第3期机械工程学报V01．49NO．320I3年2月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGFeb．2O13DoI：10．3901／JIE．2013．O3．145高锁螺栓干涉连接中极限干涉量冰姜杰凤董辉跃柯映林(浙江大学机械工程学系杭州310027)摘要：干涉配合是提高螺栓连接疲劳寿命的有效工艺方法，针对钛合金高锁螺栓的干涉配合静态压入过程，建立有限元模型并进行数值模拟。分析不同干涉量下螺栓上最大应力、孔壁上最大应力值和叠层板上应力分布特点。结果表明，采用静态压入方法的最大干涉量为2．0％，并分析塑性区随干涉量的变化特点及数值模拟结果中的凸瘤大小

2、。在数值模拟的基础上进行高锁螺栓液压压入试验，通过对比试验和模拟压入力的峰值、历史曲线和孔出口处凸瘤大小，有限元模拟得到了验证，利用有限元结果分析带孔边压痕的试验件孔口易产生裂纹的根本原因，并分析试件孔口凸瘤范围大小对结构疲劳磨损的影响，得出干涉量不宜超过2．0％。关键词：高锁螺栓干涉配合数值模拟最大应力凸瘤中图分类号：TH122V262’MaximumInterferenceFitSizeofHi．1ockBoltedJointsJIANGJiefengDONGHuiyueKEYinglin(DepartmentofMechanicalEngineering，Zh~ian

3、gUniversity,Hangzhou310027)Abstract：Interferencefitisanefectiveprocessmethodforimprovingfatiguelifeofboltedjoints．Thefiniteelementmodel(FEM)isdevelopedandtheprocessofoversizedtitaniumalloyhi—lockboltpressedintoaholeissimulated．Atdiferentinterferencefitsize，themaximumstressvaluesonhi—lockbo

4、ltandholewallandthestressdistributioncharacteristicsoflapplatesarepresented，thesimulationresultshowsthatmaximuminterferencefitsizeis2．O％forhi-lockboltstaticinstallation．thenthelawofplasticzonesizeandprotuberancesizeonlapplateswiththeinterferencefitsizeincreasingarealsoinvestigated．Baseonth

5、enumericalsimulation，theexperimentaltestofhi—lockboltinstallationisdone，bythecomparisonoftestresultandsimulationpredictiononsqueezeforceandprotuberanceheightatholeexit，thenumericalsimulationisvalidated．Thereasonofcrackingorlatencycrackatholeexitofspecimenhavingtheconcavityaroundholesisstud

6、ies，andtheexperimentalprotuberancescopesizeefectedonthefatiguefrettingofboltedjointsisalsoanalyzed．whichshowsthattheinterference—fitsizeshouldbelessthan2．O％．Keywords：Hi-lockboltInterferencefitNumericalsimulationMaximumstressProtuberance配中得到了广泛的应用，B747上钛合金高锁螺栓的0前言使用有4万件之多，我国某型号军机上也使用了约2万件，最

7、近几年我国也在积极进行先进钛合金螺栓连接是飞机装配制造中最重要的机械连高锁螺栓和高锁螺母的国产化研制工作【j圳。钛合金接方式之一，由于飞机整体结构的应用不断增加，高锁螺栓用作干涉配合连接紧固件，带来飞机结构飞机连接件中铆钉数量逐渐在减少，而螺栓连接件减重和提高疲劳寿命的双重效果。另外在飞机修补的密度不断增加【lJ。在飞机上主要的承力部件的连当中，高锁螺栓干涉连接也常作为重要的解决方案接处，如飞机翼梁、接头、机身大梁、加强框等重被采用[5]o一要结构部位，为提高结构抗疲劳能力大量使用干涉干涉配合在板件上孔的周围产生较