Вплив технологічних факторів на міцність болтових з’єднань із композиційних матеріалів

Наведено результати розрахунків дворядного двозрізного болтового з’єднання з елементами із полімерного композиційного матеріалу (ПКМ) для різних комбінацій таких технологічних факторів, як посадка болта в отвір і момент на ключі під час затягування. Розрахунки максимально наближені до реальної ситуації: використову-вали тривимірну геометричну і скінченноелементну моделі, задача розв’язувалася як пружна контактна з урахуванням силового навантаження, величин зазору/натягу в отворах, моменту затягування, тертя в з’єднанні. ПКМ моделювали як 3D-ортотропний матеріал. Розрахунки проводили на програмному комплексі FEMAP/NX NASTRAN, версія 10.2.0. Обчислення виконано відповідно до плану повного фак-торного експерименту: два фактори на трьох рівнях, всього дев’ять комбінацій. За результатами розрахунків побудовано регресійну модель, яка описує вплив вибраних технологічних факторів на величину максимального еквівалентного напруження за Мізесом у болтах з’єднання. Результати розрахунків засвідчили, що технологічні фактори, які супроводжують виготовлення болтового з’єднання, можуть істотно вплинути на напружено-деформований стан елементів з’єднання. Так, величина мак-симального еквівалентного напруження у розрахунках змінювалася від 782 до 1146 МПа, тобто різниця перевищувала 30 %. Зроблено висновок про перспективність за-стосування описаного підходу до проектування болтових з’єднань елементів з ПКМ, зокрема в авіабудуванні.

Рік видання: 
2013
Номер: 
5
УДК: 
519.6
С. 93–97., укр., Іл. 4. Табл. 2. Бібліогр.: 7 назв.
Література: 

1. K. Karlsson, An experimental study of rotation in a composite single bolted joint, Teknisk-naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten, 2012, 37 p.
2. V.P. Lawlor et al., “Characterisation of damage development in single-shear bolted composite joints”, J. of Plastics, Rubber and Composites, vol. 31, no. 3, pp. 126— 133, 2002.
3. V.P. Lawlor et al., “Experimental study on the effects of clearance on single-bolt, single-shear, composite bolted joints”, Ibid, vol. 31, no. 9, pp. 405—411, 2002.
4. M.A. McCarthy and C.T. McCarthy, “Finite element analysis of the effects of clearance on single-shear, composite bolted joints”, Ibid, vol. 32, no. 2, pp. 65—70, 2003.
5. Моделирование болтовых соединений, содержащих детали из ПКМ, в среде FEMAP/NASTRAN / Г.А. Кривов, В.А. Матвиенко, А.Н. Рудько и др. // Технологические системы. — К.: УкрНИИАТ, 2013. — № 1. — С. 90—102.
6. Рудаков К.Н., Шукаев С.Н. Моделирование болтовых соединений из ПКМ в программном комплексе FEMAP/NX NASTRAN // Вісник НТУУ “КПІ”. Сер. Машинобудування. — 2013. — № 67. — С. 199— 206.
7. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологи: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1985. — 327 с.

Список літератури у транслітерації: 

1. K. Karlsson, An experimental study of rotation in a composite single bolted joint, Teknisk-naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten, 2012, 37 p.
2. V.P. Lawlor et al., “Characterisation of damage development in single-shear bolted composite joints”, J. of Plastics, Rubber and Composites, vol. 31, no. 3, pp. 126–133, 2002.
3. V.P. Lawlor et al., “Experimental study on the effects of clearance on single-bolt, single-shear, composite bolted joints”, Ibid, vol. 31, no. 9, pp. 405–411, 2002.
4. M.A. McCarthy and C.T. McCarthy, “Finite element analysis of the effects of clearance on single-shear, composite bolted joints”, Ibid, vol. 32, no. 2, pp. 65–70, 2003.
5. Modelirovanie boltovykh soedineniĭ, soderzhashchikh detali iz PKM, v srede FEMAP/NASTRAN / G.A. Krivov, V.A. Matvienko, A.N. Rud'ko i dr. // Tekhnologicheskie sistemy. – K.: UkrNIIAT, 2013. – # 1. – S. 90–102.
6. Rudakov K.N., Shukaev S.N. Modelirovanie boltovykh soedineniĭ iz PKM v programmnom komplekse FEMAP/NX NASTRAN // Visnyk NTUU “KPI”. Ser. Mashynobuduvanni͡a. – 2013. – # 67. – S. 199–206.
7. Akhnazarova S.L., Kafarov V.V. Metody optimizat͡sii ėksperimenta v khimicheskoĭ tekhnologi: Ucheb. posobie dli͡a khim.-tekhnol. spet͡s. vuzov. – 2-e izd., pererab. i dop. – M.: Vyssh. shkola, 1985. – 327 s.

Текст статтіРозмір
2013-5-12.pdf297.77 КБ

Тематичні розділи журналу

,