淺談飛機艙蓋吊掛螺栓斷裂故障的分析

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1座艙蓋吊掛螺栓有限元分析

按照螺栓實際幾何尺寸建立有限元模型，有限元模型見圖1；根據螺栓在結構上的固定形式，將螺栓斷面附近固支，并螺栓在Φ9過渡到Φ6的凸臺處的受擠壓面施加適當的約束。根據上面計算的吊掛螺栓載荷，共計算了兩種情況，模擬螺栓在吊掛艙蓋時的受力形式施加載荷通過對上述有限元模型計算分析得到：2號螺栓發生斷裂前，吊掛螺栓斷面處最大應力為907MPa，吊掛螺栓的應力分布情況；2號螺栓發生斷裂后，吊掛螺栓斷面處最大應力為1153MPa，吊掛螺栓的應力分布情況。

2座艙蓋吊掛螺栓斷裂試驗

2.1試驗情況根據螺栓的安裝形式

在進行吊掛螺栓斷裂試驗時，為模擬螺栓受載時，鋼索與螺栓的夾角，采取試驗方式加載。試驗在加載機上進行，加載機行程為每分鐘3mm，一直加載到吊掛螺栓斷裂，斷裂時試驗機顯示的最大載荷為1944N，試驗加載曲線。

2.2試驗情況的有限元模擬計算根據試驗情況

進行模擬計算，有限元模型；按照試驗時螺栓的固定形式，將螺栓斷面附近固支，并螺栓在Φ9過渡到Φ6的凸臺處的受擠壓面施加適當的約束。

3結論和分析

每一個座艙蓋吊掛螺栓在吊掛艙蓋的受力形式下，靜承載能力為1751N；在正常吊掛下，螺栓承受的平均載荷為642.6N；從試驗結果推算，在該受載狀態下的承載能力為1751（N）；從上述結論分析，在螺栓材料性能指標合格，組織正常，在螺栓靜力受載情況下，正常吊掛螺栓是有足夠強度的，螺栓斷裂的因素，只有承受載荷達到其破壞載荷。在加載時，加載速度過快，會產生一定的沖擊載荷，當沖擊加速度達到2.73m/s2時，螺栓承受的載荷達到2.73*642.6=1754N，超過螺栓的承載能力1751（N），使螺栓承受較大應力導致斷裂。

作者：艾勇軍單位：中航貴州飛機有限責任公司