一种展向连接结构dfr双向修正临界点的判断方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利给出的展向连接结构的DFR双向修正临界点的判断方法。
【背景技术】
[0002] 展向连接结构是飞机结构中常见的一种连接结构。
[0003] 由于展向连接结构实际存在三向应力，在按展向连接结构DFR计算方法计算得到 DFR值后，往往需要按照双向受载接头进行DFR的双向修正。但现有的方法对何时需要双向 修正（即包括厚度、紧固件直径、紧固件间距等结构参数及应力大小参数与DFR修正的临界 关系）没有界定，修正前无法判断是否需要修正，会导致修正工作完成后发现其实无需修 正情况的出现，浪费不必要的人力及物力。
[0004] 现有的相关专利文献没有涉及本发明所述问题。
[0005] 因此，需要发展一种能够对展向连接结构DFR是否需要双向修正进行快速判断， 也就是双向修正临界点的快速判断方法。
【发明内容】
[0006] 本发明给出一种展向连接结构DFR双向修正临界点的判断方法，其特征在于，能 高效解决现有方法中无法对临界点进行判断而引起的不必要的修正的问题，且使用方便， 实用性强。
[0007] 包括以下步骤：
[0008] (1)确定展向连接结构的DFR值：
[0009] 根据公式 DFR = DFRbase ·Α·Β·Ο?·Ε·& 得到 DFR 值。
[0011] 针对所计算的展向连接结构在飞机中的具体部位，计算得到该部位的疲劳应力 谱，提取出DFR参考应力σ g，及其所对应的谱中剪切应力τ s，壁板基本厚度ts，连接部位壁
[0012] ⑶计算 p/d:
[0013] 取展向连接结构计算部位的紧固件间距p，以及紧固件直径d，计算得到p/d的数 值。
[0014] (4)计算 tsp/d:
[0015] 取所计算的展向连接结构部位的紧固件直径d，以及紧固件连接部位的壁板厚度 tsp，计算得到tsp/d的数值。
[0016] (5)建立坐标轴进行判断是否需要双向修正：
[0017]
数值作为坐标轴的横坐标，以p/d作为坐标轴的纵坐标，根据经验数据 进行拟合处理得到不同tsp/d在坐标轴区域内的曲线，根据步骤2得到的
标轴的横坐标，根据步骤3得到的p/d查坐标轴的纵坐标，根据步骤4得到的tsp/d数值查 相应tsp/d参数对应的曲线，检查上述三组数据组成的点是否落在相应的tsp/d曲线的右侧， 如果落在曲线的右侧，则必须对步骤1得到的DFR值进行双向修正；否则，则无需双向修正。
[0018] (6)对步骤5确定的需要双向修正的DFR结果，按《民机结构耐久性与损伤容 限设计手册》疲劳设计与分析第五章相关部分进行双向修正，计算确定双向修正系数时
双向修正系数因此得到双向修正后的DFRbl为 ： r)FRk'，DFRxip。
[0019] 以上所用符号说明如下：
[0020] DFR--结构细节疲劳额定值；
[0021] DFRbase--细节疲劳额定值的基本值；
[0022] DFRbl--双向修正后的DFR值；
[0023] A--孔充填系数；
[0024] B-合金和表面处理系数；
[0025] C--埋头深度系数；
[0026] D--材料叠层厚度系数；
[0027] E--螺栓夹紧系数；
[0028] Rc--构件疲劳额定系数；
[0029] 〇g--所计算部位展向拉伸参考应力；
[0030] τ s-所计算部位展向拉伸参考应力所对应的剪切应力；
[0031] ts--壁板基本厚度；
[0032] tsp-连接部位壁板凸台厚度；
[0033] p--紧固件间距；
[0034] d-紧固件直径。
[0035] --双向修正系数。
[0036] 进一步的，步骤6完成后，对步骤5确定的不需要双向修正的DFR结果，为了验证 结论是否正确，仍然根据步骤6所述的方法进行双向修正，如果修正系数W ，即误差小于 3%，则证明步骤5提出的双向修正临界点判断是正确的。
[0037] 本发明解决了展向连接结构DFR双向修正临界点的问题，对展向连接结构DFR值 进行修正前，可对是否需要修正（即修正的临界点）进行快速判断，从而节省不必要的人力 和物力，实现展向连接结构DFR的高效计算。
【附图说明】
[0038] 图1为展向连接结构示意图，
[0039] 图2为双向修正临界点判断曲线图。
【具体实施方式】
[0040] 给定两组不同参数：
[0041] a) ts = 6. 6mm，tsp = 8. 0mm，d = 8. 0mm，p = 32mm，〇 g = 120. 5MPa，τ s = 35. 8MPa ;
[0042] b) ts = 6. 3mm，tsp = 7. 6mm，d = 8. 0mm，p = 32mm，〇 g = 118. IMPa，τ s = 6. 8MPa〇
[0043] 按前文所述具体技术方案分别对上述两组参数进行计算，从而确定是否需要进行 双向修正。
[0044] 1、确定如图1所示展向结构的DFR值：
[0045] DFR = DFRbase *A*B*C*D*E*Rc
[0046] 此处DFR计算过程与《民机结构耐久性与损伤容限设计手册》现有方法完全一致。 只给出两组参数对应的DFR分别为：a)DFR = 115MPa ;b)DFR = 120MPa。
[0048] 针对所计算的展向连接结构在飞机中的具体部位，计算得到该部位的疲劳应力 谱，提取出DFR参考应力〇 g，及其所对应的谱中剪切应力ts。计算得到上述两组参数对应
[0049] 3、计算 p/d:
[0050] 取展向连接结构计算部位的紧固件间距p，以及紧固件直径d，计算得到上述两组 参数对应的p/d数值分别为：a)p/d = 4. 0 ;b)p/d = 4. 0。
[0051] 4、计算 tsp/d:
[0052] 取所计算的展向连接结构部位的紧固件直径d，以及紧固件连接部位的壁板厚度 tsp。计算得到上述两组参数对应的tsp/d的数值分别为：a)tsp/d = 1. 0 ;b)tsp/d = 0. 95。
[0053] 5、按图2进行判断是否需要双向修正：
[0054]
数值查图2底侧的横坐标，第3步的p/d查图2左侧的 p/d，第4步得到的tsp/d数值查图2顶部tsp/d参数对应的曲线，检查上述两组参数对应的 三个数据组成的点是否落在相应曲线的右侧：a)落在曲线的右侧；b)落在曲线的左侧。因 此，必须对a)组参数对应的DFR进行双向修正，而b)组参数对应的DFR则无需双向修正。
[0055] 6、对第5步确定的a)组参数的DFR结果，按《民机结构耐久性与损伤容限设计 手册》疲劳设计与分析第五章相关部分进行双向修正。确定修正系数时所用的应力参数
，双向修正系数Φ = 1-0. 45C01·4 = 〇. 918。因此得到双向修正后的 DFRbl 为：DFRbl = DFRX Φ = 115X0. 918 = 105. 6MPa。双向修正系数 Φ = 0· 918 < 1，则 证明双向修正对DFR的影响较大（修正后的变化百分比为8. 17% )。
[0056] 7、对第5步确定的不需要双向修正的b)组参数对应的DFR结果，为了验 证结论是否正确，仍然按《民机结构耐久性与损伤容限设计手册》疲劳设计与分析第 五章相关部分进行双向修正，如果修正系数炉1,则证明本发明给出的双向修正临 界点判断是正确的。首先确定修正系数时所用的应力参数
双向修正系数Φ = 1-0. 45 ω L4 = 〇. 992。因此得到双向修正后的DFRbl为：
Λ.双向修正系数:炉，则表明双向修正对 DFR的影响不大（修正后的变化百分比为0.83%〈3% )，无需修正，则证明本发明给出的双 向修正临界点判断是正确的。
【主权项】
1. 一种展向连接结构DFR双向修正临界点的判断方法，其特征在于， (1)确定展向连接结构的DFR值： 根据公式 DFR = DFRbase · A · B · C · D · E · Rc 得到 DFR 值； 似计算： 针对所计算的展向连接结构在飞机中的具体部位，计算得到该部位的疲劳应力谱，提 取出DFR参考应力Og，及其所对应的谱中剪切应力Ts，壁板基本厚度tg，连接部位壁板凸 台厚度tgp，计算得到的数值； (3) 计算 p/d ; 取展向连接结构计算部位的紧固件间距P，W及紧固件直径d，计算得到p/d的数值； (4) 计算 tsp/d: 取所计算的展向连接结构部位的紧固件直径d，W及紧固件连接部位的壁板厚度tgp， 计算得到tgp/d的数值； (5) 建立坐标轴进行判断是否需要双向修正： W数值作为坐标轴的横坐标，W p/d作为坐标轴的纵坐标，根据经验数据进行 拟合处理得到不同tgp/d在坐标轴区域内的曲线，根据步骤2得到的数值查坐标轴 的横坐标，根据步骤3得到的p/d查坐标轴的纵坐标，根据步骤4得到的tgp/d数值查相应 tgp/d参数对应的曲线，检查上述Η组数据组成的点是否落在相应的tgp/d曲线的右侧，如果 落在曲线的右侧，则必须对步骤1得到的DFR值进行双向修正；否则，则无需双向修正； (6) 对步骤5确定的需要双向修正的DFR结果，按《民机结构耐久性与损伤容限设 计手册》疲劳设计与分析第五章相关部分进行双向修正，计算确定双向修正系数时所 用的应力参数，双向修正系数^? = 1...(),4致妒％因此得到双向修正后的DFRbi为： DFRf.. '二 DF民φ
【专利摘要】本发明提供了一种展向连接结构DFR双向修正临界点的判断方法，包括以下步骤：(1)确定展向连接结构的DFR值：根据公式DFR＝DFRbase·A·B·C·D·E·RC得到DFR值。(2)计算针对所计算的展向连接结构在飞机中的具体部位，计算得到该部位的疲劳应力谱，提取出DFR参考应力σg，及其所对应的谱中剪切应力τs，壁板基本厚度ts，连接部位壁板凸台厚度tsp，计算得到的数值等步骤。
【IPC分类】G01M99/00, G06F19/00
【公开号】CN105574307
【申请号】CN201410535787
【发明人】朱亮, 张彦军, 雷晓欣, 李小鹏
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月11日