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1、机械结构强度《机械设计》1992掩1任意角度受载的耳片强度分析(西安飞机公司工程发展部,张树祥,己1.台,即不管耳片破坏特性如何,叮J11口力法比较合适都可以用沿孔中心的横截面上的平均应力再。,应用考虑破坏效率来计算耳片强度耳片是飞机结构中重要的受力件,。广泛对飞机的安全和性能都有很大影响,但耳片的结构形式比较简单是耳孔附,近的应力状态很复杂所以耳片强度分析是。,一个十分复杂的问题工程实际中通常采。耳片轴线}二}、用简化计算方法来解决耳片的强度问题现在国内外已经有了许多耳片强度的简,化计算方法人们经过长期的
2、使用和新近做耳,,的试验发现这些方法当中有的过分保守。,{有的则偏于危险因此在新机设计时为了,,,减轻重量提高飞机性能确保飞行安全自舞有必要将现有的耳片强度计算方法作一些剖图1受轴向拉伸的耳片,,,:析开展研究寻求新的计算方法以满足垂直于耳片轴线的净面积拉伸应力。L设计的需要口=瓣P/F(l)‘,0sjo:剩余强度系数2少受轴向拉伸载荷的耳片,_.K口“一。叮=一~止七二二淤分析(O))l(2)嘎mo叮s少。‘。耳片受轴向拉伸时的形状系数,由下式式中K’(飞机,—结构中的操纵拉杆起落架和舱门此式是由大量的试
3、验数据拟合得到的:)求得,的作动筒等组件上的耳片是受轴向载荷的,.,_。,‘;之_。。,,,艺_nn,;;‘n,,。‘1,飞、互互--。-----1一。一x一xd一d见图。。当厂。>l,。二几K’也可以由下图查得时取厂这种受载的耳片在一些文献中当作曲]0一。一梁,显然或厚壁筒来计算耳片的几何形日坟目日团日贬》{礴多O夕.、、~凡‘、。状约束条件和载荷形式都与吃们不同另,竺万二二5二、、卜生0涅~、.、、、.全,,外飞机设计是按极限承载能力设计的耳.口目团日目餐507、,、..,口日口万、曰片破坏时已进人塑性
4、范围应力分布也有很叹,。:{盯口口}口大不同所以与试验结果相差较大了5JOZjj0)万娜O,‘根据大量的耳片破坏现象的观察和计力汀图2受轴向拉伸时的耳片形状系数,算认为受轴向拉伸载荷的耳片采用平均应。。m受轴向拉伸时的耳片材料系数—《机械设计》1992掩l机械结构强度。。,,见下表其它材料m=1数据表明我们的分析是正确的国内现在叮bam0,。材料(MP)的算法不是偏安全而是偏危险LY12一CZ4710.98。下面把试验情况简单介绍一下LC4一CS588l807合金5690.91我们选用最有代表性的四种航空材
5、料45钢5880.8845,30CrMnsiA,LY12一CZ和LC4一CS,加工r.30CMnSIA107809,。成五种孔径的组合耳片试验板件见图430CrMnsiNiZA16180.93,一41844093同一种材料同一种孔径各做三块每一块板GC”,“,:=件上可以分别做2到3个0303受斜向拉伸载荷的耳片“,“。6090和一个任意角度的耳片试验“强度分析(:<90)飞机结构中还有一大类耳片是象接头,作动筒支架,操纵摇臂等零件上的耳片,其载,。荷与耳片轴线成一定的角度如图3所示、、、二、片轴卜几祠称足
6、抓六进黔几苏鳄a‘少直耳片厂八/科皿片图3受斜向拉伸栽荷的耳片现在国内还没有受斜向载荷的耳片强度,=“圈4组合耳片试验板件〔圈为60时的安装佃况)。计算方法过去在飞机设计时只好采用下面,从试验结果可以看到不管那一种孔::,的方法不管加载角度多大一律按,径(或者相对宽度)外载与耳片轴线之间“,“=0的方法计算(即第二节的方法)并的夹角:越大,耳片的破坏载荷越小。另,认为这样计算是偏安全的(也就是说,,,““外当厚度一定时相对宽度b/d越小耳“=0的耳片承载能力低于以>0的承载;:片的破坏载荷越小随着的增大和b
7、/d。,,能力)乍一看这样理解似乎是对的因,:,。的减小斜向受载时的破坏载荷尸与轴“,为戊二0时与外载荷垂直的横截面面积“>“。向受载时的破坏载荷尸的比值逐渐减比0时的面积要小可是事实正好相。即,:二“,反因为0时耳孔两侧的刚度相。小,:“,,等载荷平均分配;而当>0时孔两根据上面的试验和分析我们导出了。侧的刚度变得不相等了显然刚度大的一侧一个新的耳片在斜向载荷作用下的强度计,,,受力比较大而且弯曲效应变得主要了由算方法一一折算系数法其分析步骤如,于载荷不均匀分配和弯曲效应的增大使得:下。耳片的承载能力降低
8、了(l)按第二节的方法求出耳片在受载,。。,为了证实这种观点我们曾做过上千个角度等于0时的极限承载能力,即户,耳片破坏试验和二次耳片光弹性试验大量·24.机械结构强度《机械设枯》1992掩1‘=Ko口。F/m。(4)。即,“,5至图8查出;s:(2)根据耳片材料b/d,几由图折算系数Kzs和Kz(图中未标明。的其它角度用内擂法求){,n八0不一~yu__‘、、匡_:.=石0七we二夕0’气组夕。七_一~—i““w
