基于HB6230實(shí)心鉚釘模型的釘頭劃傷分析

楊亞洲

(中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000)

1 引 言

由于技術(shù)條件的制約以及維護(hù)性方面的需要，鉚接仍然是航空領(lǐng)域結(jié)構(gòu)連接最常用的緊固方式[1]。除由于鉚接質(zhì)量本身而產(chǎn)生的故障外，鉚釘釘頭劃傷也是飛機(jī)制造過(guò)程中常見(jiàn)的生產(chǎn)故障。針對(duì)較嚴(yán)重且空間開(kāi)敞位置的釘頭劃傷問(wèn)題，生產(chǎn)中往往直接更換新鉚釘。然而，對(duì)于某些特殊部位的飛機(jī)結(jié)構(gòu)，更換鉚釘需要付出較大的經(jīng)濟(jì)與時(shí)間代價(jià)，且在分解故障鉚釘?shù)倪^(guò)程中容易損傷原釘孔，進(jìn)而引起其他故障。對(duì)于輕微的釘頭劃傷，生產(chǎn)中會(huì)采用打磨的方式去除劃痕。因此，研究不同劃傷量對(duì)鉚釘釘頭強(qiáng)度的影響具有重要的工程實(shí)際意義。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)劃傷問(wèn)題的研究更多集中在材料層面及劃傷表面形貌等方面，對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的劃傷研究較少。文獻(xiàn)[2]建立了MDYB-3的有機(jī)玻璃劃傷模型，給出了玻璃劃傷剩余強(qiáng)度準(zhǔn)則和劃傷容限計(jì)算方法。文獻(xiàn)[3]利用掃描電鏡研究了690TT合金的劃傷表面形貌。文獻(xiàn)[4]采用有限元和試驗(yàn)方法研究了不同劃傷量對(duì)復(fù)合材料層合板在拉伸載荷作用下的影響。文獻(xiàn)[5]研究了不同劃傷量對(duì)690合金腐蝕行為的影響。

本文基于HB6230實(shí)心鉚釘建立了3種劃傷深度、3種劃傷角度，共計(jì)9種鉚釘釘頭劃傷模型，采用有限元方法計(jì)算分析不同深度和角度的劃傷模型在相同拉伸載荷作用下的釘頭應(yīng)力水平。

2 劃傷模型的建立

劃傷的實(shí)際形態(tài)多種多樣，但其截面形狀可大致由深度h、角度α、曲率半徑ρ描述[6]。……