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1、南京航空航天大学 硕士学位论文 典型结构件的振动疲劳分析 姓名：廉政 申请学位级别：硕士 专业：飞行器设计 指导教师：王轲 2010-12 南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 常规静疲劳寿命的分析方法已经形成一套独立的系统，且在工程应用上已经比较成熟。但 是在实际环境中，结构发生的破坏主要是由振动所造成的。仅用静疲劳的思想已经无法全面的 解释在振动条件下的失效，因为它忽略了结构动态特性的变化在振动过程中的关键作用。为此 本文以振动条件下，结构动态特性变化及其对疲劳特性和寿命的影响为分析目标并采用飞机结 构中常见的典型结构件为分析对象，基于 MSC.patran typical struc
2、ture; natural frequency; model modification; frequency change; crack propagation 典型结构件的振动疲劳分析 vi 图清单 图 1.1 基础激励振动疲劳试验装置.4 图 1.2 铝合金疲劳裂纹扩展曲线及实物图.4 图 1.3 复合膜材料疲劳寿命曲线.5 图 1.4 有机塑料的 S- N 曲线.5 图 1.5 LY12CZ 铝合金动态疲劳 S- N 曲线.6 图 3.1 连接板结构及尺寸. 15 图 3.2 1.6mm 加筋板结构及尺寸. 15 图 3.3 实验系统安装示意图. 16 图 3.4 ideas 中的识别模
3、型. 16 图 3.5 第一阶振型及频率. 17 图 3.6 第二阶振型及频率. 17 图 3.7 第三阶振型及频率. 17 图 3.8 第一阶振型及频率. 17 图 3.9 第二阶振型及频率. 17 图 3.10 第三阶振型及频率. 17 图 3.11 加筋板实验系统安装示意图. 18 图 3.12 连接板实验系统安装示意. 18 图 3.13 软件控制界面. 19 图 3.15 加筋板配重. 21 图 3.16 连接板配重. 21 图 3.17 加筋板实验系统装夹. 21 图 3.18 连接板的实验系统装夹. 21 图 3.19 加筋板应变片黏贴位置. 22 图 3.20 连接板应变片黏贴
4、位置. 22 图 3.21 实验系统的操作流程. 23 图 3.22 1.6mm 定应力应变寿命关系. 23 图 3.23 1.6mm 定应力载荷寿命关系. 24 图 3.24 1.6mm 定应力频率寿命关系. 24 图 3.25 2mm 定载荷载荷寿命历程. 25 图 3.26 2mm 定载荷应变寿命历程. 25 南京航空航天大学硕士学位论文 vii 图 3.27 2mm 定载荷频率寿命历程.25 图 3.28 连接板定应力应变寿命历程.26 图 3.29 连接板定应力载荷寿命历程.26 图 3.30 连接板定应力频率寿命历程.27 图 3.31 连接板定载荷载荷寿命历程.27 图 3.32 连接板定载荷应变寿命历程.28 图 3.33 连接板定载荷频率寿命历程.28 图 4.1 加筋板有限元网格划分.31 图 4.2 连接板有限元网格划分.31 图 4.3 加筋板模态仿真约束处理.
