基于ANSYS的机翼接头强度分析及优化设计
基于有限元仿真的机械结构强度分析研究
基于有限元仿真的机械结构强度分析研究有限元仿真是一种常用的工程仿真方法，它通过将实际的复杂结构模型离散化为有限数量的有限元素，并利用数学方法，计算出每个元素的应力和应变，进而获得整个结构的应力和应变分布情况。
在机械结构设计中，有限元仿真可以用于进行结构强度分析，以评估结构在工作载荷下的受力情况，为优化设计提供支持。
机械结构强度分析的目标是确定结构在静态或动态载荷作用下是否能满足强度要求，并找出可能的破坏位置和形式。
有限元仿真在机械结构强度分析中扮演重要的角色，可以有效地模拟结构在各种外载荷条件下的应力和应变分布，并通过对应力状态的评估，判断结构是否存在强度缺陷。
在进行有限元仿真的机械结构强度分析时，首先需要建立准确的结构有限元模型。
模型的准确与否直接影响到分析结果的准确性，所以在建模时需要充分考虑结构的几何形状、材料性质、装配关系等因素，并进行合理的简化和假设。
一般来说，工程师会选择合适的有限元软件，如ANSYS、ABAQUS等，进行建模和分析。
接下来，需要为结构施加适当的边界条件和载荷，以模拟实际工作情况。
边界条件包括固约束、弹簧约束、铰链约束等，可以有效限制结构的自由度，避免不必要的位移。
载荷可以是静态载荷、动态载荷或复合载荷，也可以是由运动学分析得到的激励载荷。
建立好结构模型并施加边界条件和载荷后，可以进行有限元仿真计算。
有限元软件会对结构模型进行数学离散化，将结构划分为有限数量的单元。
通过数学方程求解，可以得到每个单元的应力和应变，进而得到整个结构的应力和应变分布情况。
在计算过程中，可以利用预定义的失效准则进行强度评估，如屈服强度、疲劳寿命等。
通过分析结果，可以找出结构的应力集中、失效位置等问题，并进行优化设计。
机械结构强度分析的有限元仿真方法可以有效降低实验测试成本，节省时间和资源，并且具有较高的分析可靠性。
工程师可以根据仿真结果进行结构的优化设计，提高结构的强度性能。
然而，有限元仿真也有其局限性，比如对材料本身的非线性行为、接触问题的模拟等方面有一定的限制。
基于ANSYS的机械结构强度与刚度分析
基于ANSYS的机械结构强度与刚度分析机械结构的强度与刚度是设计和生产过程中重要的考虑因素。
通过基于ANSYS的分析，工程师可以评估机械结构在受力情况下的性能表现，并进行优化设计。
本文将介绍基于ANSYS软件的机械结构强度与刚度分析的基本原理和步骤。
一、简介机械结构的强度与刚度分析是指对机械结构在受力情况下的破坏与变形程度进行评估的过程。
强度分析主要考虑结构在受力情况下是否会发生破坏，而刚度分析则关注结构在受力情况下的变形程度。
二、ANSYS软件简介ANSYS是一款基于有限元方法的工程仿真软件，广泛应用于机械结构、电子电器、航空航天等领域。
其强大的计算能力和丰富的分析功能使得基于ANSYS进行机械结构强度与刚度分析成为工程师们的首选。
三、分析步骤1. 几何建模在进行机械结构强度与刚度分析前，首先需要进行几何建模。
利用ANSYS提供的建模工具，可以将机械结构的几何形状进行精确描述，并生成相应的几何模型。
2. 网格划分在几何建模完成后，需要将几何模型进行网格划分。
ANSYS软件提供了多种不同类型的网格划分方法，如四边形网格、三角形网格、四面体网格等。
通过网格划分，可以将几何模型离散化为有限个单元。
3. 材料属性定义在进行强度与刚度分析之前，需要定义材料的属性。
包括材料的弹性模量、泊松比、密度等参数。
通过合理定义材料属性，可以更准确地评估机械结构在受力情况下的性能表现。
4. 约束条件与加载在进行分析前，需要定义机械结构的约束条件与加载。
约束条件包括固支条件、自由度限制等；加载包括静力加载、动力加载等。
通过合理定义约束条件和加载方式，可以模拟机械结构在实际工作情况下的应力和变形情况。
5. 分析与结果评估完成约束条件和加载的定义后，通过ANSYS进行分析计算。
ANSYS会计算机械结构在受力情况下的应力、应变、位移等结果。
根据结果评估，可以判断机械结构的强度与刚度是否满足设计要求。
四、实例分析为了更好地理解基于ANSYS的机械结构强度与刚度分析，我们以某水箱结构为例进行分析。
ANSYS机翼模型模态分析详细过程
机翼模型的模态分析高空长航的飞机近年得到了世界的普遍重视。
由于其对长航时性能的要求，这种飞机的机翼采用非常大的展弦比，且要求结构重量非常低。
大展弦比和低重量的要求，往往使这类结构受载时产生一系列气动弹性问题，这些问题构成飞行器设计和其它结构设计中的不利因素，解决气动弹性问题历来为飞机设计中的关键技术。
颤振的发生与机翼结构的振动特性密切相关。
通过对机翼的模态分析，可获得机翼翼型在各阶频率下的模态，得出振动频率与应变间的关系，从而可改进设计，避免或减小机翼在使用过程中因振动引起变形。
下图是一个机翼的简单模态分析。
该机翼模型沿着长度方向具有不规则形状，而且其横截面是由直线和曲线构成(如图所示) 。
机翼一端固定于机身上，另一端则自由悬挂。
机翼材料的常数为：弹性模量 E=0.26GPa，泊松比 m=0.3 ，密度r =886 kg/m 。
图 1 机翼模型的结构尺寸图1、建立有限元模型1.1定义单元类型自由网格对模型的要求不高，划分简单省时省力。
选择面单元 PLANE42 和体单元Solid45 进行划分网格求解。
1.2定义材料特性根据上文所给的机翼材料常数定义材料特性，弹性模量 E=0.26GPa，泊松比m=0.3，密度r =886 kg/m 。
1.3建立几何模型并分网该机翼模型比较简单，可首先建立机翼模型的截面，再其进行网格划分，然后对截面拉伸0.25m的长度并划分10个长度单元，而得到整个模型的网格。
图2机翼模型截面图图3 盘轴结构的有限元模型1.4 模型施加载荷和约束因为机翼一端固定于机身上，另一端则自由悬挂，因此对机翼模型的一端所有节点施加位移约束和旋转约束。
1.5 分析求解本次求解了机翼模型的前五阶模态，各阶固有频率值如下机翼前五阶振动模态图如下：机翼的各阶模态及相应的变形如表 1 及图 6 所示。
从图可看出在一阶( 14.283 Hz) 和二阶( 61.447Hz) 振动模态下，机翼主要发生弯曲变形，并且离翼根越远变形量越大。
基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究
基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究随着现代工程需求的不断增长，对机械结构强度和可靠性的要求也越来越高。
为了满足这一需求，研究人员广泛使用ANSYS软件来进行机械结构的强度分析与优化研究。
本文将介绍基于ANSYS的机械结构强度分析与优化的研究方法和技巧。
一、研究背景和意义机械结构的强度分析是评估其工作状态下可承受的载荷和变形的能力，是确保机械结构安全可靠运行的基础。
而优化设计则是在满足安全性的前提下，设计出更加轻量化和高效的结构，以降低成本和提高性能。
因此，基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究对于工程领域具有重要的意义。
二、ANSYS软件介绍ANSYS是一款广泛应用于工程计算领域的有限元法软件。
它可以模拟和分析各种不同材料和结构类型的力学行为，并提供详细的应力、应变和变形等信息。
利用ANSYS软件，可以进行静力学分析、动力学分析、疲劳分析等多种工程分析。
三、机械结构强度分析流程1. 几何建模：使用ANSYS提供的建模工具，创建机械结构的几何模型。
可以通过绘图、导入CAD文件等方式完成。
2. 材料属性定义：根据实际情况，设置机械结构材料的机械性能参数，包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
3. 网格划分：将几何模型划分成有限元网格，需要注意网格密度和质量的合理选择，以提高计算结果的精度和准确性。
4. 载荷和边界条件定义：根据实际工况对机械结构施加载荷和边界条件。
可以设置静载荷、动载荷、温度载荷等。
5. 强度分析：运行ANSYS计算求解器，进行机械结构的强度分析。
可以获得应力、应变、变形等结果，以评估结构的强度和可靠性。
6. 结果后处理：通过ANSYS的后处理工具，对计算结果进行可视化和分析。
可以生成应力云图、应变曲线等，为结构优化提供依据。
四、机械结构优化方法1. 参数优化：通过改变机械结构的设计参数，如材料厚度、连接方式等，以满足给定的约束条件和性能要求。
2. 拓扑优化：在事先给定的设计空间中，通过修改结构的拓扑形状来实现结构的优化设计。
飞机机翼ansys分析课程设计
飞机机翼ansys分析课程设计一、教学目标本课程旨在通过飞机机翼ANSYS分析的学习，让学生掌握以下知识目标：1.理解飞机机翼的基本结构和设计原理。
2.掌握ANSYS软件的基本操作和应用。
3.学会使用ANSYS进行飞机机翼的强度、刚度和稳定性分析。
4.能够独立操作ANSYS软件，进行机翼分析。
5.能够根据分析结果，对机翼设计进行优化。
情感态度价值观目标：1.培养学生对飞机工程领域的兴趣和热情。
2.培养学生解决实际问题的能力和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.飞机机翼的基本结构和设计原理。
2.ANSYS软件的基本操作和应用。
3.飞机机翼的强度、刚度和稳定性分析方法。
4.机翼设计的优化方法。
教学大纲安排如下：1.第1-2课时：介绍飞机机翼的基本结构和设计原理。
2.第3-4课时：学习ANSYS软件的基本操作和应用。
3.第5-6课时：学习飞机机翼的强度、刚度和稳定性分析方法。
4.第7-8课时：学习机翼设计的优化方法。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解飞机机翼的基本知识和分析方法。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解理论知识。
3.实验法：引导学生动手操作ANSYS软件，进行机翼分析。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：《飞机机翼ANSYS分析》。
2.参考书：相关领域的学术论文和书籍。
3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等。
4.实验设备：计算机、ANSYS软件及其许可证。
五、教学评估本课程的评估方式将包括以下几个方面，以确保评估的客观性和公正性：1.平时表现：通过课堂参与、提问和小组讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的机翼分析作业，评估学生对知识的掌握和应用能力。
3.考试：安排一次期末考试，涵盖课程的所有知识点，评估学生的综合理解能力。
005_应用ANSYS WORKBENCH完成翼型叶片的设计及优化
应用ANSYS Workbench完成翼型叶片的设计及优化[李琼][华侨大学，361021][ 摘要] 本文介绍利用ANSYS Workben产品，对风扇叶片进行设计和效率优化，并分析其相比传统设计方法的优势。
该设计过程使用了该平台提供的Bladegen , Turbogrid, CFX, AnsysMechanical模块分别进行了叶片设计，网格划分，流体分析以及结构分析。
基于该平台的工具集成仿真环境，使得上述各个模块间的数据传递很容易实现；并且在任一数据被修改后，相应的模型和分析结果可以很方便地被更新，因而整个设计分析过程和传统方法相比极为简便，高效，并且能避免许多人为失误。
[ 关键词]叶片设计，空气动力学分析，流固耦合分析，效率优化Airfoil blade design with ANSYS Workbench[Qiong Li][Huaqiao University, 361021][ Abstract ] The process for airfoil blade design and efficiency optimization by using ANSYS Workbench is presented. Bladegen, Turbogrid, CFX and ANSYS mechanical are applied for blade shapedesign, meshing, aero dynamic analysis and structural analysis respectively. The designand optimization process is greatly simplified as well as the reliability is ensured with theadvantage of the workbench’s compatible simulation environment.[ Keyword ] aero dynamics, efficiency optimization, solid-fluid analysis1前言(背景介绍)为了降低使用成本，提高产品竞争力，风扇类产品的设计除了要使其满足特定工况，如流量，压升，强度等，还要通过优化使其效率最大化。
基于ANSYS的机翼振动模态分析
基于ANSYS的机翼振动模态分析机翼振动模态分析是通过ANSYS软件进行的一种分析技术，可以帮助工程师和设计师了解机翼在不同工作条件下的振动特性，以便优化设计和改进结构。
本文将详细介绍ANSYS在机翼振动模态分析中的应用，并展示其重要性和优势。
首先，机翼振动模态分析是用来计算和分析机翼在不同频率和振动模态下的振动特性。
这对于工程师和设计师来说非常重要，因为机翼的振动性能直接影响到航空器的性能和安全。
振动模态分析可以帮助确定机翼的自然频率，即机翼在没有外部激励下的自由振动频率。
此外，还可以分析机翼的模态形状和振动幅度，以便预测和评估机翼在不同工况下的振动响应。
ANSYS是一种用于有限元分析的强大软件工具，具有广泛的应用领域，包括航空航天、汽车和机械工程等。
在机翼振动模态分析中，ANSYS可以使用多个模块和工具来进行不同类型的分析，如静态分析、模态分析和频率响应分析。
其中，模态分析通常是机翼振动模态分析的主要技术。
在进行机翼振动模态分析之前，需要进行一些前期准备工作。
首先，需要绘制机翼的几何模型，并对其进行网格划分。
ANSYS提供了多种网格划分工具，如有限元网格划分器和自动网格生成器。
然后，需要定义机翼的材料特性和边界条件，如约束和加载条件。
在模态分析中，ANSYS可以计算机翼的固有频率和模态形状。
具体而言，可以通过求解机翼的特征方程来计算其固有频率和模态形状。
通过使用ANSYS的模态分析模块，可以自动求解特征方程，并得到机翼的不同模态频率和模态形状。
通过分析机翼的不同模态频率和模态形状，可以得到以下几点重要信息。
首先，可以确定机翼的固有频率范围，即机翼在不同频率范围内的振动特性。
这对于航空器的设计和改进非常重要，因为它可以帮助设计师避免机翼的固有频率与外部激励频率一致，从而减小机翼的共振现象。
其次，可以得到机翼的不同模态形状。
这对于分析机翼的结构刚度分布和优化结构设计非常重要。
值得一提的是，ANSYS还提供了其他一些分析技术和工具，如频率响应分析和降阶模型。
基于ANSYS的工程机械钢结构优化设计分析
基于ANSYS的工程机械钢结构优化设计分析摘要：文章介绍了工程机械钢结构的设计特点，并且结合有限元分析的基本思想以及物理力学等基本理论，对工程机械钢结构的设计与结构优化时的性能要求进行了细致分析，并且重点研究了工程机械钢结构在使用过程中对强度、刚度等方面的要求。
前言随着社会和经济在不断的进步和发展，人口的增加以及农村人口向城市流动以及公路的扩建，就会要求住房不断的增加以及不断增加的公路桥梁等工程的建设，在建房和公路桥梁的建设的过程中就会需要使用大量的工程机械进行建设和工作。
而工程机械大都是由钢结构制造的，而目前大多数的钢结构的形状和尺寸都是根据计算的结果，在计算的计算上乘以一个安全系数就得出所用钢结构的形状形式和尺寸的大小。
由于资源的短缺各个国家和企业都会考虑提高材料的利用率，这就需要设计合理的结构，在达到使用功能的基础上减少材料的使用，从而使整个设备的质量降低，也节约了设备的能源消耗量。
为了减少使用不同种类的钢结构进行实验的费用，我们可以使用仿真软件ANSYS对不同的工程机械机构进行仿真，最后得到工程机械钢结构的最优化。
1. 设计工程机械钢结构的特性要求我国最近几年的发展非常的额迅速，不管是住房还是道路桥梁的建设都在快速的发展中，这就需要使用机械设备来进行施工，在施工中的设备全部称为工程机械。
我们都知道工程机械主要是由钢结构、液压和电气控制部分和动力控制部分构成。
我们使用工程机械中最常见的架桥机最为对象进行研究，架桥机中最重要的机构就是钢结构，并以天车作为整个设备的传动部分，也是利用液压控制系统和电气控制系统联合使用的，架桥机的钢结构类似于人类的骨骼，是架桥机完成施工的最重要的结构，钢结构是否能够满足使用要求和安全要求是影响整个作业安全性和人员安全性的重要因素，所以我们要对整个架桥机的钢结构进行受力性能分析。
在架桥机工作时先将混凝土梁运到制定的地方，然后通过架桥机的液压控制系统和电气控制系统来控制架桥机的钢结构部分将混凝土梁抬放到相应的位置，在这个工作工程中钢结构的安全性是非常重要的，如果钢结构的质量不合格不仅会造成财产的重大损失还会造成工作人员的重大伤亡。
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ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ
中图分类号：ＴＨｌ２２，０２４２．２１ 文献标识码：Ａ 机翼接头是连接机身与机翼的部件，通过一系列螺栓连接把 从飞机的安全角度来讲，机翼接头的强度校核就显得尤其重要。
极限［以］＝１６（ｋ加唧２）。
元法可以比较准确地确定柴油发电机组联轴器叠片数量。通过对 江西省南昌市某知名电机企业５００ＫＷ等容量的无刷三相同步 发电机联轴器的设计可知，用本文的方法求出的联轴器叠片数 量，和国外著名的电机制造公司（美国的斯坦福Ｓｔａｍｆｏｒｄ、法国的利
３结束语
图６叠片最大弹性变形查询图
关键词：ＡＮＳＹＳ；螺栓孔；有限元；应力分析；接触分析；机翼接头；优化设计 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｈｅ ｗｉｎｇｊｏｉｎｔ ｉｓ ｍａｄｅ ｂａｓｅｄ Ｏｎ ＡＮＳＹＳ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｌｔ ｈｏｌｅｓ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｇ ｊｏｉｎｔ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｈｅ ｗｉｎｇｊｏｉｎｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａ ｎｄ ｔｈｅ ｗｉｎｇｊｏｉｎｔ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕ－ ｔｉｏｎ ｌａｗ，ｍ４１ｋｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｌｔ ｈｏｌｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｏ ｔｈｅ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ
ＷＡＮＧ Ｚｅｎｇ—ｓｈａｎ，ＹＵ Ｗｅｉ－ｊｉａｎ，ＷＡＮＧ Ｋａｉ－ｆｕ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
【摘 要】利用ＡＮＳＹＳ软件对机翼接头进行强度分析，并对螺栓孔的应力集中问题进行研究。通过 在不同工况下对接头的有限元分析，得出了接头的应力分布规律，然后根据分布规律改进了接头模型，有 效地降低了螺栓孔的应力集中，为结构优化设计提供了一种辅助设计方法。
第７期
机械设计与制造
２００９年７月
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
４７
文章编号：ｌＯＯｌ一３９９７（２００９）０７—００４７－０２
基于ＡＮＳＹＳ的机翼接头强度分析及优化设计
王增山虞伟建王开福 （南京航空航天大学航空宇航学院，南京２１００１６）
Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｗｉｎｇ ｊｏｉｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＮＳＹＳ
金属叠片联轴器由于能够较好地补偿柴油机曲轴与电机转
莱森玛Ｌｅｒｏｙｓｏｍｅｒ）同类产品的联轴器叠片设计数量是相等的。
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其它地方用自由网格划分。用ＳＯＬＩＤ９５和ＳＯＬＩＤ９２号实体单元
图４ Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ云图
建立模型，共１０６４５７个实体单元。接头和蒙皮模拟件用硬铝合金
为了更好地研究螺栓孔的应力集中问题，选取两条路径分析
材料，弹性模量是７０ＧＰａ，强度极限是５６０ＭＰａ，螺栓用合金钢材 受力，路径一是靠前端两螺栓孔间的横截面直线，路径二是沿模
（２）从工况四、五可得，在过盈量不大时，应力集中增加不大， 但随着过盈量的增加，应力集中增加很快，因为在螺栓与接头的 弹性模量比值为３：ｌ时，相对干涉量只需达到０．６２％（即过盈量 为０．０４９６ｍｍ），接头的底板就会局部屈服…】。
（３）工况六中，把接头的材料改成弹性模量很大的合金钢，它 的Ｍｉｓｅｓ应力达到了１１４６兆帕，应力集中很大，超过铝合金的强 度极限，不宜采取此工况。
２仿真结果与分析
有限元模型建立后，在求解器中进行各个工况下的计算仿 真，然后通过ＡＮＳＹＳ的后处理器模块可以提取模型的计算值，也 可以用云图显示模型的应力图和位移图等。接头主要受拉压力作 用，可以通过ＡＮＳＹＳ后处理器（ＰＯＳＴｌ）中的第一主应力、第三主 应力和Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力来判断它是否满足的强度要求。其中第一 主应力的情况最主要，因为第一主应力反应地是拉应力情况，拉 应力会加剧裂纹的扩展，对接头的安全使用影响很大。 ２．１工况一的结果分析
从第一主应力云图来看，接头的前端表面主要受压，后端表 面主要受拉；从Ｙｏｎ Ｍｉ辩ｓ云图来看，接头两端的螺栓孔周围应 力集中比较大，中间部分的螺栓孔周围应力水平较低，说明接头 的两端连接螺栓上分配的倚载最大，中间部分的螺栓上分配的荷 载最小，这符合接头的的各个连接螺栓的荷载分配规律四。最大 Ｙｏｎ Ｍｉｓｅｓ等效应力是４９１．６６ＭＰａ，小于材料的屈服强度。工况二 的第一主应力和Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力云图，如图３、图４所示。
（４）在工况七中，应力增加不大，但是位移有所增大，从减重 的角度来说，可以适当地减小端部的厚度。
（５）工况八中，随着螺栓孔半径的增大，螺栓孔的应力集中有 所降低，从缓解应力集中角度讲，可以适当的增大螺栓孔的半径。 ２．３模型的改进
通过对以上各个工况的分析，为了减小螺栓孔的应力集中， 在实验模型的基础上把接头端部减少１０ｒａｍ，螺栓孔的半径增大 ｌｍｍ，由于接头前后端的螺栓传力大，所以两端各增加２个螺栓， 接头的前端两排和后端两排螺栓用０．０９ｍｍ的间隙配合，中间部 分的螺栓用过盈量为零的过盈配合。经计算，接头的最大Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力为３１９．８３ＭＰａ，比原来的４９１．６６ＭＰａ降低了３４．９５％， 改进后接头的Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力云图，如图８所示。
★来稿日期：２００８－－０９—０３
较小，所以只在水平拉力下对接头进行深入研究。
５００ＫＷ同步发电机联轴器叠片的最大弹性变形是０．０００６７９３７ 米，即０．６８ｒａｍ。而设计要求是要接近但不能大于Ｏ．１５ｍｍ，所以， 按照几块叠片迭加，其受应力、应变量呈线弹性变化规律，必须要 ０．６８：－０．１５—５块叠片迭加使用，才能保证叠片在ｘ、ｙ、ｚ三个方向
（１）按光弹性试验的实际模型尺寸和材料计算，接触地方全 部设置接触对约束，螺栓施加１００００Ｎ的预紧力；
（２）不施加螺栓预紧力，其它同工况一； （３）给螺栓施加１５０００Ｎ的预紧力，其它同工况一； （４）螺栓和螺栓孔过盈装配，过盈量为Ｏ．０２ｍｍ，其它同工况一； （５）过盈量为０．０４ｒａｍ，其它同工况一； （６）把接头材料改为合金钢，其余同工况一； （７）固支端部的厚度减小１０ｒａｍ，其余同工况一； （８）在工况一的基础上，把螺栓和螺栓孔的半径增大ｌｍｍ。
１有限元模型的建立
机翼接头是由底板、横肋、纵肋、侧肋、固支端等部分组成，如 图ｌ所示。用薄板模拟飞机机翼的蒙皮和长桁，接头和机翼是由 一组高强度螺栓联接的。计算模型，如图２所示。用上、下两个同 样规格的接头夹住蒙皮和长桁模拟件，即接头采用对称布置，并 用一组螺栓把三者连接在一起，为了避免在施加拉力过程中由于 偏心荷载产生附加弯矩和附加应力，在上、下接头的固支端面施 加固定约束条件，在模拟件的最外端施加４００ＫＮ的水平拉力。
效应力的最大值分别，如表１所示。
表１各种工况下接头的结果列表
从表中看以看出：
轴回转中心线不对中误差，而且寿命长、加工安装工艺性好，因此 它成为了柴油发电机组目前最常用的联轴器。设计这种联轴器的 难度在于求解它的叠片最佳的弹性变形值及所受的相应最大内 应力，从而确定厚度及材质已知的叠片的数量。实践证明，用有限
上的综合变形接近但不大于０．１５ｒａｍ。当然还要查询叠片受到的 最大内应力，比较它是否不大于不锈钢ＯＣｒｌ８Ｎｉ １０Ｔｉ的许用屈服
图５路径一和二的位置示意图
９９．４９５ ９２２２３ ８４９５５
７７．６８７
７０４１９
Ｓｌ ６３１５ｌ
５５卫８３ ４１１五１５ ４１．３４７
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图６路径一的应力曲线
（１）随着螺栓预紧力的增大，接头的Ｍｉｓｅｓ应力有所降低，根 据预紧力的选择准则，选择１ ００００Ｎ的螺栓预紧力。
图１机翼接头实体结构
图３第一主应力云图
图２机翼接头有限元计算模型
螺栓孔的应力集中和底板的强度是研究重点。为了研究孔边
应力集中，在有限元模型中，采用接触单元ｔａｒｇｅｉ７０和ｃｏｎｔａｌ７４
设置接触对约束模拟螺栓与螺栓孔的相互作用，为了提高接触的
模拟精度，螺栓孔周围采用映射网格划分，格网划分要细；接头的
料，弹性模量是２１０ＧＰａ，强度极限是１７００ＭＰａ。分别对八种不同 型左下方螺栓孔顺时针方向的封闭圆环，路径如图５所示。画出
工况进行了计算和分析：沿路径上的第一主应力分布曲线，如图６、７所示。