2014年.山東工業(yè)技術(shù)第13期結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計曹紅偉張小梅宋金(中航工業(yè)漢中飛機(jī)分公司,陜西漢中723000)[摘要]本文給出一些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計中常用的抗疲勞設(shè)計方法,供大家運用。[關(guān)鍵詞]細(xì)節(jié)設(shè)計;抗疲勞;方法0引言細(xì)微損傷就極易發(fā)生疲勞破壞;對- -些應(yīng) 力敏感區(qū)域的緊固件孔邊倒“彗星”飛機(jī)是英國德.哈維蘭公司(de Hailland)研制的歷史上角或倒圓,必要時還需提高孔壁的粗糙度等級。2)結(jié)構(gòu)上的開孔盡可第一種噴氣式民航客機(jī)。這種飛機(jī)是第-批使用增壓艙的飛行器,并能的設(shè)置為橢圓孔(并將橢圓的長軸方向定義為主傳力方向)或圓孔，采用了是方形舷窗。1953 年至1954年期間,“彗星”1型接連發(fā)生了3忌諱在結(jié)構(gòu)上開制方孔;不可避免地出現(xiàn)方孔時,在孔的拐角處要盡次墜毀事故,導(dǎo)致彗星客機(jī)停飛。事故調(diào)查得出的結(jié)論是:“彗星”號飛可能的加大圓角半徑。3)在空間、重量等實際情況許可的條件下,盡可能地用更大的轉(zhuǎn)接R,尤其是在截面厚度發(fā)生變化的地方;截面形狀行中,由于機(jī)體上金屬部件產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，而造成了解體事故。產(chǎn)生發(fā)生 變化的地方，與之對應(yīng)的都有"個過渡圓角,要盡量避免零件其這種裂紋的原因是由于高空飛行的“彗星”客機(jī)使用增壓座艙,長時間它立筋在這個位置的截面形狀突變;如果由于不可抗拒因素,造成兩飛行頻繁起降使機(jī)體反復(fù)的承受增壓和減壓引發(fā)飛機(jī)鋁制蒙皮的金屬疲勞。這是民航歷史上首次發(fā)生因金屬疲勞導(dǎo)致的空難事件。“彗星”號空難事件原因是當(dāng)時對于金屬疲勞并沒有多少認(rèn)識,飛機(jī)設(shè)計并沒有相應(yīng)的對策,使機(jī)體上產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展。自此以后，人們件許可 的情況下，盡可能提高零件的表面光潔度，關(guān)鍵零件的加工必發(fā)現(xiàn)疲勞是許多機(jī)械零部件(例如在高強(qiáng)度周期性循環(huán)載荷下運行的須避免刀具的劃痕與載荷方向垂直這種狀況;設(shè)計時規(guī)定零件的纖維渦輪機(jī)和其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備)失效的罪魁禍?zhǔn)住：娇战玳_始重視對于壓力方向與載荷方向一致。6)對于有耐磨損要求的零件,對其進(jìn)行電鍍處反復(fù)變化對飛機(jī)結(jié)構(gòu)影響和研究金屬疲勞問題.為后來飛機(jī)研制解決理前,應(yīng)對其表面先做噴丸處理,這樣就可以防止鍍層中裂紋的出現(xiàn)，金屬疲勞問題打下了基礎(chǔ)。進(jìn)而里拉裂零件。7)螺栓連接時,選用的螺栓長度及墊圈厚度必須與1疲勞設(shè)計夾層厚度匹配,并施加一定的預(yù)緊力。8)如果在接頭連接處必須改變載荷方向時,必須采取手段將連接區(qū)的偏心距減至最小。9)緊固件在.1 疲勞的定義金屬構(gòu)件上的邊距應(yīng)≥2D(D為緊固件的直徑)。滿足設(shè)計使用要求的什么是疲勞?設(shè)計人員通常認(rèn)為最重要的安全因素是零部件、裝前提下,盡可能的選用干涉配合的緊固件。配體或產(chǎn)品的總體強(qiáng)度。為使設(shè)計達(dá)到總體強(qiáng)度,工程師需要使設(shè)計能夠承載可能出現(xiàn)的極極限載何，，并在此基礎(chǔ)上再加上-一個安全全系數(shù)，2結(jié)束語以確保安全。但是,在運行過程中,設(shè)計幾乎不可能只承載靜態(tài)載荷。結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計的好壞，對疲勞壽命有著最直接的影響。假如細(xì)節(jié)在絕大多數(shù)的情況下,設(shè)計所承載的載荷呈周期性變化,反復(fù)作用，隨設(shè)計不當(dāng),疲勞壽命可以相差幾十上百倍,甚至更多。在疲勞設(shè)計中，著時間的推移.設(shè)計就會出現(xiàn)疲勞。實際上,疲勞的定義為:“由單次作我們不僅僅要利用手中的設(shè)計數(shù)據(jù)(載荷譜、小元件試驗數(shù)據(jù)、設(shè)計分用不足以導(dǎo)致失效的載荷的循環(huán)或變化所引起的失效”。疲勞的征兆析和壽命預(yù)測方法等)評估設(shè)計是否達(dá)到使用要求,更重要的是掌握是局部區(qū)域的塑性變形所導(dǎo)致的裂紋。此類變形通常發(fā)生在零部件表影響疲勞壽命的因素.調(diào)動起各方面抗疲勞設(shè)計的手段,在和其它設(shè)面的應(yīng)力集中部位，或者表面上或表面下業(yè)已存在但難以被檢測到的計目標(biāo)相協(xié)調(diào)的前提下,進(jìn)行成功的抗疲勞設(shè)計,設(shè)計出疲勞品質(zhì)更缺陷部位。好的飛機(jī)結(jié)構(gòu)。.2 疲勞細(xì)節(jié)設(shè)計疲勞設(shè)計是以保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全性為目標(biāo)的設(shè)計,也叫安全壽命[參考文獻(xiàn)]設(shè)計。工程實踐證明:最有效的提高疲勞壽命的方法就是使設(shè)計的結(jié)[1]《飛機(jī)設(shè)計手冊》總編委會編.飛機(jī)設(shè)計手冊- 10結(jié)構(gòu)設(shè)計[M，航空工業(yè)出版構(gòu)處于較低的應(yīng)力水平，它在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的要求就是要減少應(yīng)力集T在結(jié)構(gòu)細(xì)”節(jié)設(shè)計中可以采用下列措施減少應(yīng)力集中:1 )避免銳口[2]牛春勻?qū)嵱蔑w機(jī)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計My,航空工業(yè)出版社,2008.邊緣和銳角,緊固件連接孔邊要求去毛刺,打磨光滑,這些部位一-旦有[責(zé)任編輯:薛俊歌](上接第82頁)能時,鋼接地體所需的截面積為銅材的3倍,是30%措施,降 低接地電阻,使接地網(wǎng)達(dá)到安全運行的要求。鍍銅鋼絞線的2.5倍,是40%鍍銅鋼絞線的2.8倍。接地體的腐蝕主要(2)降低高土壤電阻率區(qū)的變電所接地網(wǎng)電阻,應(yīng)根據(jù)所區(qū)地質(zhì)有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種形式，在多數(shù)情況下,這兩種腐蝕同時和環(huán)境條件,采用效果好經(jīng)濟(jì)合理安全可靠的輔助措施,最好是因存在。銅在土壤中的腐蝕速度大約是鋼材的1/10~1/50, 是鍍鋅鋼的地制宜， 采用綜合治理來完成，以保證人身和設(shè)備安全為條件。根據(jù)電耐腐蝕性的3倍以上,而且電氣性能穩(wěn)定。網(wǎng)的人地故障電流確定能滿足接地標(biāo)準(zhǔn)要求的、合理的接地電阻值，綜上所述,銅接地體與熱鍍鋅鋼接地體相比,銅接地體在導(dǎo)電性不必在接地 工程上追求小電阻值而投人巨額資金。能熱穩(wěn)定性能、耐腐蝕性方面有顯著的優(yōu)越性。因此采用銅鍍鋼絞線(3)為保證運行人員的人身安全與設(shè)備安全,應(yīng)當(dāng)把降低地面電制成網(wǎng)格地網(wǎng),更能延長變電站接地網(wǎng)的壽命位梯度與降低接地電阻,視為同等重要。因此.接地網(wǎng)設(shè)計要推廣采用不等間距的網(wǎng)格布置。4結(jié)束語(4)大中型變電所的接地網(wǎng)應(yīng)以水平接地體網(wǎng)為主,為了降低接全運行.保障運行人員和電地電阻 為目的而增加短1)變電所接地電所安中國煤化工運行的根:本保證和重要措施。接地網(wǎng)設(shè)計與施工必須予以高度重視。所址位于高土壤電阻率區(qū)的變電所，需要采取各種輔助降阻TYHCNMHG編輯:薛俊歌]山東工業(yè)技術(shù)| 29Shandong Industrial Technology