[發明專利]一種飛機受拉接頭預緊力墊圈的設計方法

有效

• 申請號: 201811309700.3
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109558644B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 曹鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陸峰

本發明涉及一種飛機受拉接頭預緊力墊圈的設計方法，具體步驟如下：步驟1：將飛機受拉接頭簡化為只包含墊圈底座(1)、螺母(2)、預緊力墊圈(3)的幾何模型；步驟2：在有限元分析軟件中建立步驟1所述幾何模型的有限元模型；步驟3：將墊圈底座(1)、螺母(2)、預緊力墊圈(3)的幾何模型；步驟4：分別建立預緊力墊圈(3)表面與螺母(2)下表面的接觸關系；步驟5：對墊圈底座(1)、螺母(2)、預緊力墊圈(3)的幾何模型劃分網格；步驟6：選用靜力非線性分析步；步驟7：在螺母(2)上施加位移載荷并記錄任一點的多個位移量。本發明通過一定材料和參數墊圈的塑性變形以確定螺栓所受的預緊力，具有工藝簡單、成本低、性能可靠等優點。

技術領域

本發明涉及機械結構強度領域，尤其涉及一種預緊力墊圈的設計方法。

背景技術

受拉接頭在最先進的民機B787和A350垂尾-機身對接中均得到應用，其通過先進的技術手段控制受拉螺栓的預緊力。而國內在受拉接頭設計對預緊力力的控制不是很嚴格，且預緊力墊圈多數選用國外的。

發明內容

發明目的：提出了一套求解墊圈受壓變形到一定程度時的預緊力的方法。

技術方案：一種飛機受拉接頭預緊力墊圈的設計方法，具體步驟如下：

步驟1：將飛機受拉接頭簡化為只包含墊圈底座1、螺母2、預緊力墊圈3的幾何模型；

步驟2：在有限元分析軟件中建立步驟1所述幾何模型的有限元模型；有限元模型空間采用軸對稱界面，墊圈底座和螺母采用硬質材料，墊圈采用軟質材料，在墊圈材料中輸入真實塑性應力-應變數據；

步驟3：將墊圈底座1、螺母2、預緊力墊圈3的幾何模型:進行定位裝配；

步驟4：分別建立預緊力墊圈3表面與螺母2下表面、預緊力墊圈3表面和墊圈底座1上表面的接觸關系；

步驟5：對墊圈底座1、螺母2、預緊力墊圈3的幾何模型劃分網格，網格單元采用軸對稱多節點雜交元；

步驟6：選用靜力非線性分析步；

步驟7：在螺母2上施加位移載荷并記錄任一點的多個位移量，在墊圈底座1上施加固定約束，并提取預緊力，以獲得預緊力墊圈3的剛度曲線。

優選地，步驟2-7均使用Abaqus軟件。

優選地，步驟5中網格單元采用軸對稱8節點雜交元。

優選地，步驟7中記錄任一點的位移量數值需滿足形成一個連續的剛度曲線的要求。

優選地，墊圈底座1和螺母2采用鋼質材料。

優選地，預緊力墊圈3采用鋁合金材料或橡膠材料。

技術效果：本發明通過一定材料和參數墊圈的塑性變形以確定螺栓所受的預緊力，具有工藝簡單、成本低、性能可靠等優點。

附圖說明

圖1為飛機受拉接頭簡化模型圖；

圖2為網格劃分圖；

圖3為應力云圖；

圖4為剛度曲線圖；

圖5為實施例幾何參數圖；

圖6為實施例剛度曲線圖。

具體實施方式

結合圖1-4，詳細說明本發明細節。

一種飛機受拉接頭預緊力墊圈的設計方法，具體步驟如下：

步驟1：如圖1所示，將飛機受拉接頭簡化為只包含墊圈底座1、螺母2、預緊力墊圈3的幾何模型；