飞机断离销剪切强度静态分析与实验验证

摘要

飞机起落架作为重要承力构件，在飞机起降过程中具有极其重要的作用。飞机结构的抗坠性要求飞机在飞行过程中由于各种因素发生坠撞时确保飞机上人员安全的特性，要求飞机结构即使发生破坏也要极大程度的保障机上人员的安全，减少受伤害程度。为了满足适航要求，在飞机主起落架结构与机翼机身连接处采用应急断离设计，根据适航的相关规定选用15-5PH不锈钢作为断离销的使用材料并论述应急断离销的结构设计要求。
　　首先，进行关于15-5PH不锈钢材料试样的拉伸实验，研究其变形行为，得出该材料试样拉伸变形的应力应变曲线，确定材料的屈服强度和延伸率。在拉伸试验的基础上，通过弹塑性变形阶段进行方程的拟合来建立最终本构模型。研究断离销的损伤理论并进行模拟仿真分析，确定剪切断裂损伤参数。
　　其次，以飞机断离销真实结构和剪切试验实际情况为基础，借助 ABAQUS软件建立断离销结构模型，定义部件材料属性和表面约束，选择合适的网格类型针对不同网格尺寸的断离销进行有限元分析，对不同的分析结果加以比较。在选择最优网格尺寸为0.6的条件下分析质量缩放系数对计算结果的影响，当质量缩放系数设置为100000时，既可以节省计算时间又能确保计算结果的准确性。采用空心销设计理念作为强度削弱方式,对内径尺寸为9mm-27mm的19个断离销做有限元分析，为满足剪切强度要求确定了随着断离销内径尺寸的增大为使其断裂所需施加最大载荷越小的关系。
　　最后，对断离销剪切仿真结果进行了真实试验验证，用金属剪切试验机对满足加工设计要求的断离销结构做剪切试验。试验值和试验现象与仿真模拟结果具有较高一致性，说明了所建立有限元模型的合理性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3课题主要研究内容

第2章 材料参数确定及本构方程的建立

2.1 15-5PH不锈钢拉伸变形的实验研究

2.2 本构方程的建立

2.3飞机断离销损伤模型及参数

2.4 本章小结

第3章 飞机断离销网格尺寸与质量缩放系数的选择

3.1飞机断离销模型建立

3.2不同网格尺寸的有限元分析

3.3质量缩放系数的选择

3.4 本章小结

第4章 断离销内径尺寸与剪切强度的关系

4.1飞机断离销结构改进理念

4.2不同内径尺寸的有限元分析

4.3 本章小结

第5章 飞机断离销剪切试验与仿真对比

5.1飞机断离销剪切试验

5.2剪切试验结果与仿真分析对比

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢