航空发动机薄壁机匣螺栓连接分析

摘要

本文对航空发动机螺栓连接做了一系列研究。螺栓连接受力情况研究极其困难，螺栓本身结构特性、载荷、预紧力、摩擦、振动、疲劳、松动、装配等因素都会影响到发动机机匣螺栓连接的可靠性。单单依靠实验和有限元模拟，难以从根本上解决螺栓连接的相关问题，还耗费大量财力人力，因而现阶段我国航空发动机的设计依然无法摆脱凭借经验设计的魔咒。因此本文将利用理论、有限元和实验三方面从根本上解决发动机机匣螺栓连接的一些难题，并希望将来能够提供我国自主的航空发动机螺栓连接密封手册。
　　本文以ABAQUS作为有限元工具，查阅大量文献，并结合国外内已有试验，验证了有限元模型的准确性;对螺栓连接在只有预紧力作用下的被紧固件的刚度计算提出了改进的圆柱体模型，为现阶段所有模型中最准确的;学习了Sneddon I.N.关于厚板上下表面受到轴对称载荷作用下板内应力分布的情况的理论，并用数值拟合的方式利用该理论给出了螺栓间距的最大值计算方法，与有限元结果相比误差不超过5％。