Page 47 - 理化检验-物理分册2024年第三期

高学敏, 等: 钛合金紧固件双剪试验仿真分析

图 13 不同刃口半径下螺栓断裂前的应力云图

图 14 不同剪切间隙下螺栓双剪试验结果

不同剪切间隙下螺栓断裂前的应力云图如图 5mm 时, 螺栓受剪切作用发生变形的区域较大, 且
15 所示。由图 15 可知: 不同剪切间隙下螺栓断裂 与上剪刀接触部分的螺栓轴向长度较小; 随着剪切

前的最大应力水平十分接近, 当剪切间隙为 0.012 间隙的增大, 单个螺栓截面的剪力逐渐增加。

图 15 不同剪切间隙下螺栓断裂前的应力云图
3.3 剪切速率对螺栓双剪试验结果的影响 3.4 不同因素对螺栓服役性能的影响

不同剪 切 速 率 下 螺 栓 双 剪 试 验 结 果 如 图 16 为了进一步研究剪切速率、 刃口半径、 剪切间隙
所示。由图 16 可知: 剪切速率对试验结果的影响 等因素对螺栓服役性能的影响规律, 分别计算了螺
较小, 3 种剪切速率下仿真结果与理想条件仿真结 栓双剪试验有限元仿真中不同参数下螺栓在剪切作
果较为接近; 当剪 切 速 率 为 866.7N / s时, 仿 真 结 用下截面吸收的能量, 并与理想条件下的能量吸收

果与理想条件仿 真 结 果 的 误 差 仅 为 1% 。表 明 在 进行对比。
螺栓双剪 试 验 过 程 中, 剪 切 速 率 对 试 验 结 果 影 响 不同刃口半径下剪刀位移及螺栓截面吸收的能
不大。 量如图 18 所示。由图 18 可知: 当刃口半径为 0.1 ,

不同剪切速率下螺栓断裂前的应力云图 如图 0.3mm 时, 螺栓截面在断裂前吸收的能量较高, 能
17 所示。由图 17 可知: 不同剪切速率下螺栓断裂 量吸收能力分别增加了 8.85% 和 8.67% ; 当刃口半
前的最大应力水平十分接近, 螺栓的应力分布水平 径为0.2mm 时, 螺栓截面在断裂前吸收的能量与理

也比较接近。剪切速率未对螺栓双剪试验的有限元 想条件仿真结果相比略有下降。在实际螺栓双剪试

仿真结果造成明显的影响。 验过程中, 应对剪切装置的刃口半径进行合理控制。
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