機翼機身對接結(jié)構(gòu)三維斷裂分析【含圖紙、說明書】
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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告設(shè)計（論文）題目：機翼機身對接結(jié)構(gòu)三維斷裂分析 學(xué)生姓名：張嘉歡 學(xué)號：1204201026 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 所在學(xué)院：機電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師：王芳麗 職稱：年 月日 開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的框架成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。5、開題報告（文獻(xiàn)綜述）字體請按宋體、小四號書寫，行間距1.5倍。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 開 題 報 告 1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫不少于1000字左右的文獻(xiàn)綜述： 機翼機身對接接頭設(shè)計是飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計的好壞嚴(yán)重關(guān)系到飛機的飛行性能和使用安全，本文詳細(xì)地闡述了飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計載荷系數(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，提出在飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中用可靠性安全系數(shù)替代傳統(tǒng)安全系數(shù)的觀點。介紹分析了機翼機身對接設(shè)計思想和接頭耳片受力特性，提出了改善機翼機身對接區(qū)域傳力特性的設(shè)計方法。現(xiàn)代超音速戰(zhàn)斗機常采用中單翼布置，受機身部位安排的限制，不能有中央翼通過機身，此時機翼通過幾個集中接頭與機身在側(cè)邊相連，機翼彎矩要作用于翼身對接框上，從而機身框結(jié)構(gòu)要加強，結(jié)構(gòu)重量加大。我們知道現(xiàn)代超音速戰(zhàn)斗機的機翼很薄，機翼的相對厚度約為4，隨著機翼面積的增加，機翼載荷大幅度上升，翼梁承擔(dān)和傳遞的載荷越來越大，機翼載荷完全由接頭耳片及連接螺栓傳遞到機身對接框，因此若直接將如此結(jié)構(gòu)高度的翼梁連接到加強框上，機翼機身對接接頭耳片、連接螺栓及加強框受力都是比較嚴(yán)重的。由此，現(xiàn)代先進戰(zhàn)斗機在總體設(shè)計時，結(jié)合總體氣動布局、機翼機身部位安排的要求采用了多種設(shè)計方法來改善對接接頭區(qū)域的傳力特性。目前對接頭問題的研究有很多，孫庚茂、丁惠粱等采用釘“超元”模擬復(fù)合材料的連接，宋恩鵬等采用梁元和彈簧元分別模擬螺栓連接，張永杰等采用體單元對螺栓連接進行剛度分析。采用螺栓、彈簧元或釘元模擬螺栓連接都是從整體結(jié)構(gòu)承載出發(fā)，給出了有限元仿真中螺栓連接的簡化方法，但不能解決螺栓的預(yù)緊力、孔邊接觸應(yīng)力、接頭的屈服極限等方面的問題。而大部分接頭的出現(xiàn)都會伴隨著孔結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生孔邊的受力由于要考慮摩擦和接觸問題，使結(jié)構(gòu)孔邊周圍呈現(xiàn)出非線性特征，有時為了更大的挖掘接頭結(jié)構(gòu)的承載能力，甚至還要考慮結(jié)構(gòu)局部進入塑性區(qū)應(yīng)力分布這就更增加了非線性程度以及求解接頭接觸問題的復(fù)雜性。隨著有限元軟件的發(fā)展，接觸問題的數(shù)值方法得到了很大的提高，通過不斷細(xì)化網(wǎng)格可以得到逼近精確解的數(shù)值解。本次設(shè)計的主要研究工作是探討傳統(tǒng)安全系數(shù)的發(fā)生和發(fā)展，分析傳統(tǒng)安全系數(shù)的利弊，建立可靠性安全系數(shù)觀念；對機翼機身對接接頭形式和布局以及接頭耳片的構(gòu)型和受力特性進行分析和研究；對原型飛機橫梁結(jié)構(gòu)受力特性進行有限元應(yīng)力分析；根據(jù)大改飛機設(shè)計要求，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，給出接頭加強型和改進型設(shè)計方案；對橫梁結(jié)構(gòu)疲勞危險部位進行損傷容限評定。本次設(shè)計采用實體建模三維有限元方法，對飛機、翼身對接主承力接頭進行傳力特性分析，對機身半框模型、機翼主梁一機身橫梁組合模型在CATIA和ANSYS下計算結(jié)果進行了評價。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求和結(jié)構(gòu)限制條件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，給出了飛機機翼機身對接主承力接頭的加強型和改進型設(shè)計方案。從結(jié)構(gòu)尺寸、重量、疲勞危險部位應(yīng)力水平、對氣動力的影響以及裝配工藝性等方面對加強型和改進型設(shè)計方案進行了比較分析。疲勞斷裂起始于結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，對疲勞危險關(guān)鍵部位進行了損傷容限評定，提出了提高結(jié)構(gòu)抗疲勞斷裂能力的措施。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 開 題 報 告 2本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本課題所要研究及解決的問題：本課題是機翼機身對接結(jié)構(gòu)三維斷裂分析，需要在給出和查閱到的設(shè)計基本資料上完成該裝置需要的結(jié)構(gòu)布置，需要研究及解決的問題如下：（1）在了解現(xiàn)有幾種三維斷裂的原因，需要應(yīng)用有限元分析軟件對斷裂原因進行仿真計算；（2）需要利用有限元軟件研究分析初始裂紋尺寸的變化，裂紋擴展速率，無損檢查，飛行載荷和使用頻譜。擬采用的研究手段（途徑）：1、文獻(xiàn)收集 廣泛收集與永磁磁懸浮技術(shù)相關(guān)的資料； 2、實踐與實習(xí) 通過實驗室內(nèi)建設(shè)基本模型進行測試分析，通過大量的數(shù)據(jù)來進行設(shè)置的計算機控制系統(tǒng)建立。 3、運用CATIA和ANSYS設(shè)計軟件進行三維分析；4、結(jié)合指導(dǎo)老師的指點，分進度，分階段實施，并對相關(guān)問題展開研究。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見：1對“文獻(xiàn)綜述”的評語：通過文獻(xiàn)綜述，該生對機身機翼對接接頭三維斷裂國內(nèi)外研究現(xiàn)狀有了較清晰的認(rèn)識，下一步可以通過Ansys軟件對對接接頭進行有限元建模和三維斷裂分析研究。 2對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：本課題深度和工作量適中，具有一定的工程應(yīng)用價值，相信通過該生對各種機身機翼對接接頭三維斷裂的研究，在飛機設(shè)計時對對接接頭設(shè)計時具有一定的參考價值。 3.是否同意開題： 同意 不同意 指導(dǎo)教師： 2016 年 03 月 08 日所在專業(yè)審查意見：同意 負(fù)責(zé)人： 2016 年 03 月 09 日
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