曾超博士答辩公告

教学动态

发布时间:2017-03-24浏览次数:1015作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：曾超

指导老师：廖文和教授

论文题目：飞机部件干涉铆接应力特征及其疲劳特性

答辩委员会：

主席：朱如鹏教授南京航空航天大学

委员：倪中华教授东南大学

凌祥教授南京工业大学

袁军堂教授南京理工大学

黄翔教授南京航空航天大学

沈建新教授南京航空航天大学

田威教授南京航空航天大学

秘书：张霖讲师南京航空航天大学

答辩时间：2017年3月28日14:00

地点：南航明故宫校区A15B401

学位论文简介：

本文对飞机结构干涉铆接的应力特征及其疲劳特性展开了系统深入研究，主要内容包括：

1.以不同的材料流动分析方法建立了铆接力与钉头成形尺寸关系的数学模型，重点推导建立了铆接力与初始配合容差共影响下的钉/孔变形力学模型；

2.使用显式求解分析方法建立了2D轴对称有限元铆接模型，分析了不同钉头尺寸以及初始配合特征下的带孔板应力/应变并开展了相关试验研究；

3.基于3D有限元模型分析了多排铆钉搭接接头的铆接及拉伸作用下的应力特征，通过用户自定义单元编程实现了铆接残余应力与偏心弯曲效应共同作用下的裂纹尖端应力强度因子的计算，并用其对裂纹的扩展速率进行分析；

4.从试验分析的角度研究了不同工艺特征下铆接搭接接头的疲劳特性，验证了Elber裂纹张开（闭合）应力模型对包含残余应力作用的铆接接头疲劳分析的有效性。研究成果不仅直接服务于自动钻铆技术的质量评价体系，指导生产工艺优化，而且对于我国航空工业标准的更新升级也具有一定的促进作用。

主要创新点：

1. 通过一定形式的试件设计方法实现了铆接叠层贴合面上的应变/应力检测。

2. 通过ABAQUS环境下自定义子程序实现了结构内部预置裂纹但不影响前期弹塑性变形的残余应力分析，并且通过一次建模，在残余应力分析完成后实现了直接耦合铆接残余应力影响的应力强度因子/应变能释放率的计算。

3. 提出塑性诱导裂纹闭合效应不仅与应力比有关，而且还与裂纹长度有关。

提出需在铆接基本应力特征分析的基础上结合试件搭接区内的微动特征对不同铆接力（干涉量）导致的接头疲劳寿命长短的变化进行解释。