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金属蒙皮连接抗剪性能的分析研究

金属蒙皮连接抗剪性能的分析研究

作者：陈娟婷东南大学

学位级别：硕士

随着钢结构事业的蓬勃发展,金属蒙皮结构得到了广泛的应用,其结构形式也日趋多样化。金属蒙皮通过连接件与主结构相连,依靠蒙皮板平面内的刚度而发挥“蒙皮效应”的作用,同时,蒙皮板件平面内受力的状态又导致了蒙皮连接件以承受剪力为主... 详细信息

随着钢结构事业的蓬勃发展,金属蒙皮结构得到了广泛的应用,其结构形式也日趋多样化。金属蒙皮通过连接件与主结构相连,依靠蒙皮板平面内的刚度而发挥“蒙皮效应”的作用,同时,蒙皮板件平面内受力的状态又导致了蒙皮连接件以承受剪力为主,因此,本文在总结前人研究工作的基础上,对金属蒙皮连接的抗剪性能进行了分析研究。蒙皮连接的种类较多,本文通过比选,最终将自攻螺钉连接和电阻点焊连接这两种连接类型作为研究对象进行有限元分析,所做的主要工作如下:1.对连接进行三维实体建模,对于自攻螺钉连接的抗剪分析,在计算时考虑了材料非线性及接触非线性的影响;而对于电阻点焊连接,首先是对模型进行温度场的分析,得出残余应力的分布,而后再对连接进行抗剪性能的分析,并且不能忽略材料非线性及接触非线性的影响。2.通过对大量的模型算例的计算、分析和研究,得出了两种类型各自的破坏机理。对于自攻螺钉连接,分为:①薄板板孔受挤压被拉长,板件间错动较大(多见于薄厚连接)②螺钉歪斜,板件起翘,板件孔边压坏(多见于薄薄连接)③螺钉歪斜明显,板件起翘严重,螺纹破坏螺钉被拔出(多见于厚厚连接);对于电阻点焊连接,分为:①薄板撕裂撕脱,但模型未见明显位移和变形(主要发生在薄厚连接时)②钢板弯曲破坏、焊核周围拉剪破坏,模型变形位移均相当严重(主要发生在薄薄连接)③焊核剪坏并伴有焊核后缘皱屈,模型位移比较明显(主要发生在厚厚连接)。并对于每种破坏模式都给出了相应的分析、解释。3.根据两种连接类型,得出不同板厚、不同直径下的荷载—位移(P—Δ)曲线。曲线表明,大部分的连接模型都呈现延性破坏,连接的强度和刚度都随板件的厚度以及连接件直径的增加而增大。4.本文根据连接的强度和刚度随板厚和直径的变化关系曲线,在对曲线进行观察、分析和考察原有经验公式形式的基础上,运用最小二乘法,对连接强度和刚度的计算公式进行拟合,最终给出了具有95%保证率的计算公式,可以直接用于工程设计中;而且,公式对于等厚连接与不等厚连接均采取同一形式,更加体现了公式的连续性和合理性。本文分别对于两种连接类型——自攻螺钉连接和电阻点焊连接,拟合出强度、刚度的计算公式共计5个。通过将本文拟合连接强度、刚度公式的计算值与相关的试验数据和国外标准进行比较发现,本文给出的公式比与国外标准的更接近试验值,而且能够反映若干国外设计标准不能反映的规律。

关键词：金属蒙皮抗剪性能自攻螺钉接触分析电阻点焊残余应力连接刚度连接强度

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金属蒙皮厢板产生鼓泡的原因分析及处理办法

专用汽车 2009年第1期 61-62页

作者：刘现伟刘金国安志光河南新飞专用汽车有限责任公司河南新乡453700

对"三明治"结构厢板在压制时产生鼓泡的原因进行了分析,并提出了解决办法。经过实际生产,证实了这些解决办法可行,较好地解决了厢板鼓泡现象的问题。

关键词：金属蒙皮鼓泡处理办法

金属蒙皮破孔结构胶铆混合修理的疲劳性能研究

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航空工程进展 2022年第3期13卷 32-39页

作者：张腾喻健乔石何宇廷陈桂勇空军工程大学航空工程学院西安710038 中国人民解放军94795部队南通226500 空军装备部装备保障大队北京100843

蒙皮破孔是最典型的飞机战伤形式之一,目前对其抢修的方式主要有纯铆接修理和纯胶接修理,在修复效果或修复时间上存在不足。提出利用胶铆混合方式进行蒙皮破孔修理,采用疲劳试验与有限元分析方法,针对带预置圆形破孔损伤的破孔件、铆接... 详细信息

蒙皮破孔是最典型的飞机战伤形式之一,目前对其抢修的方式主要有纯铆接修理和纯胶接修理,在修复效果或修复时间上存在不足。提出利用胶铆混合方式进行蒙皮破孔修理,采用疲劳试验与有限元分析方法,针对带预置圆形破孔损伤的破孔件、铆接修理件、胶接修理件和胶铆混合修理件进行疲劳性能对比研究。结果表明:相比纯铆接和纯胶接修理方式,胶铆混合连接方式具有最佳的修理效果,混合连接中铆钉作用能有效提高胶层承载并抑制胶层剥离;胶铆混合修理方式与纯铆接相比疲劳性能更优,与纯胶接相比修理时间更短,在金属蒙皮破孔结构的战伤抢修工作中具有良好的应用前景。

关键词：金属蒙皮破孔结构胶铆混合修理战伤抢修疲劳试验有限元分析

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飞机金属蒙皮以及复合材料表面激光除漆技术

航空制造技术 2018年第17期61卷 63-70页

作者：靳森王静轩袁晓东胡勇姚彩珍东北大学理学院沈阳110819 中物院激光聚变研究中心绵阳621000

激光除漆作为一种环保、高效的新型除漆技术是激光清洗技术的一个重要分支,而飞机在使用过程中需要定期对原有漆层进行去除。分别对飞机金属蒙皮和复合材料部件表面的激光除漆工业应用进展进行了介绍,详细分析了飞机金属蒙皮以及复合材... 详细信息

激光除漆作为一种环保、高效的新型除漆技术是激光清洗技术的一个重要分支,而飞机在使用过程中需要定期对原有漆层进行去除。分别对飞机金属蒙皮和复合材料部件表面的激光除漆工业应用进展进行了介绍,详细分析了飞机金属蒙皮以及复合材料部件表面激光除漆的作用机理,展望了激光除漆技术在国内航空制造业的发展方向。

关键词：激光除漆激光清洗金属蒙皮复合材料航空航天

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两种民用飞机金属蒙皮加工工艺对比

中国科技信息 2016年第11期 46-47页

作者：徐志才郝新超上海飞机设计研究院

本文针对民用飞机薄蒙皮制造过程中用到的化铣和镜像铣两种加工方法进行了总结对比,从技术成熟度、加工流程、加工精度以及经济角度全面对比了两种工艺的优劣,最后总结出广泛应用镜像铣进行薄蒙皮加工会大大加快蒙皮制造的效率,同时也... 详细信息

本文针对民用飞机薄蒙皮制造过程中用到的化铣和镜像铣两种加工方法进行了总结对比,从技术成熟度、加工流程、加工精度以及经济角度全面对比了两种工艺的优劣,最后总结出广泛应用镜像铣进行薄蒙皮加工会大大加快蒙皮制造的效率,同时也会加快我国蒙皮一体化制造技术的发展。

关键词：化铣金属蒙皮加工流程飞机蒙皮铣切镜像民用飞机

基于Nastran/Patran对飞机蒙皮损伤修理技术的研究

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航空维修与工程 2015年第5期 71-73页

作者：王聪中国民用航空飞行校验中心

针对民用飞机蒙皮常见的凹坑损伤,利用Nastran/Patran软件总结归纳了修理时补片厚度、大小、形状等主要修理工艺参数的变化对修理质量的影响,进而优化修理方案。

关键词：金属蒙皮凹坑损伤应力分布应力集中系数修理

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冷藏保温汽车节能技术与措施

物流技术与应用(货运车辆) 2011年第3期 64-66页

作者：韩林

只有通过不断优化冷藏保温汽车结构,提高轻量化水平,提高厢体隔热性能,才能使其达到节能环保的要求,既实现低碳又能降低运营成本对冷藏保温汽车厢体制作结构不断优化,提高其隔热性能,符合国家的产业政策,属于国家鼓励和支持的范围。冷... 详细信息

只有通过不断优化冷藏保温汽车结构,提高轻量化水平,提高厢体隔热性能,才能使其达到节能环保的要求,既实现低碳又能降低运营成本对冷藏保温汽车厢体制作结构不断优化,提高其隔热性能,符合国家的产业政策,属于国家鼓励和支持的范围。冷藏保温汽车的能耗主要来自两方面,一方面是制冷机维持厢

关键词：厢板轻量化隔热层聚苯乙烯聚合塑料保温汽车金属蒙皮厢体保温层车厢玻璃钢板成型设备骨架式

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民机金属机身壁板布置与设计

中国科技信息 2019年第19期 34-34页

作者：郝新超上海飞机设计研究院

民机机身壁板包含蒙皮和长桁,是机身结构主承力部件。结构效率高,重量轻的壁板结构是民用飞机设计追求的目标。本文给出了壁板承受轴向压缩载荷下,采用Patran/Nastran有限元分析与Hypersizer结构优化软件之间反复迭代的方式,以壁板整体... 详细信息

民机机身壁板包含蒙皮和长桁,是机身结构主承力部件。结构效率高,重量轻的壁板结构是民用飞机设计追求的目标。本文给出了壁板承受轴向压缩载荷下,采用Patran/Nastran有限元分析与Hypersizer结构优化软件之间反复迭代的方式,以壁板整体重量最小为设计目标,壁板在限制载荷下不发生初始屈曲(局部失稳)为约束条件,对金属机身壁板的蒙皮厚度,长桁间距及长桁截面厚度进行布置和参数设计。

关键词：结构效率 Patran 机身壁板金属蒙皮优化软件 Nastran 参数设计布置与设计

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金属胶接结构的质量控制

质量与可靠性 1986年第5期 20-21页

作者：廉京活

目前金属胶接的主要形式是结构胶接。由于这种胶接结构具有很多优点,所以用途及为广泛,并更多地在飞机上用作承力构件。但是,由于在材料、工艺上的各种因素的局限性,产生各种类型的胶接缺陷。因此,对材料、工艺质量的控制及无损检测方... 详细信息

目前金属胶接的主要形式是结构胶接。由于这种胶接结构具有很多优点,所以用途及为广泛,并更多地在飞机上用作承力构件。但是,由于在材料、工艺上的各种因素的局限性,产生各种类型的胶接缺陷。因此,对材料、工艺质量的控制及无损检测方法的研究已引起人们的极大重视。在产品试制,生产的不同阶段,质量控制的主要内容是不同的,见下图。目前我厂胶接结构处于批生产阶段。批

关键词：胶接结构构件原材料胶接剂金属蒙皮批生产阶段质量控制质量管理