一种紧固件载荷变形曲线数值仿真方法

标题：一种紧固件载荷变形曲线数值仿真方法

摘要：本发明属于航空强度试验数值仿真领域，特别是涉及到一种紧固件载荷变形曲线数值仿真方法，包括根据含紧固件的实际结构抽象出力学模型的步骤，形成有限元数值仿真模型的步骤，进行仿真分析的步骤。本发明建立了铆钉载荷变形曲线的数值仿真方法，通过数值仿真分析获得紧固件载荷变形曲线。以简单的数值仿真计算来代替试验，在不降低精度的情况下，获得满足工程要求的紧固件载荷变形曲线。仿真分析方法简单，计算效率高。本发明解决了工程结构分析中精确确定紧固件力的分配瓶颈，为工程人员采用商用有限元软件分析铆接结构极限承载能力提供了技术支持；加快了飞机结构研发进度，节约新机研发成本。

申请号：CN201210527954.9

申请日：2012/12/10

申请人：中国飞机强度研究所

首项权利要求：一种紧固件载荷变形曲线数值仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、根据含紧固件的实际结构抽象出力学模型：从飞机结构中切出一块含有紧固件的结构，施加力学边界也即支持结构、约束，建立紧固件变形分析的力学模型；
步骤二、形成有限元数值仿真模型：对力学模型进行有限元离散化处理，建立接触关系、约束，给紧固件和连接板赋予弹塑性应力应变关系，并施加载荷，形成有限元数值仿真模型；
步骤三、进行仿真分析：使用商用软件利用有限元模型进行数值仿真分析，获得紧固件的载荷变形曲线；由于紧固件变形δ涵盖紧固件自身弯曲、剪切和挤压变形和紧固件钉孔的挤压变形，计算时采用这样方法，即在紧固件两侧的上下板纵向对称面上取两点，计算沿载荷方向的相对位移δb，然后减去上下板的变形，它们的差值则为铆钉变形δ，也即：
其中，E1、E2为上下板的弹性模量；t1、t2上下板的厚度；d1、d2为上下板距紧固件距离；
紧固件所承受的力取约束端载荷方向的支反力，获得紧固件载荷变形曲线。

专利类型：发明申请