颁布功夫:2022-10-28 14:23:03 人气: 起源:
紧固件减沉选取高机能资料,提高强度和比强度,可达到很高的减沉成效,但当资料及其强度得到确定后,进一步的减沉就交由紧固件结构尺寸设计者来实现,为了满足飞机结构对受力和减沉等方面的要求,在紧固件结构尺寸设计上选取了多种措施,重要有:①选取分歧受力状态的紧固件;②选取分歧长短螺纹的紧固件;③组合紧固件的优化设计等。
1、凭据受力状态选用分歧头型的紧固件现代飞机的机体结构重要选取传剪结构大局,因而大量选取了抗剪型紧固件,抗剪紧固件有100°沉头、平优等头型,在厚夹层选取抗拉型紧固件,由表1可看出,抗剪型钛自攻锁紧螺栓比抗拉型钛自攻锁紧螺栓头部高度降低较大,因而拥有显著的减沉成效,经推算,抗剪型钛自攻锁紧螺栓的头部比抗拉型钛自攻锁紧螺栓头部减沉57%;对于抗拉型紧固件头部,同样选取了减沉措施,如六角头的减沉窝和十二角头的减沉窝等,如图1所示的六角头钛螺栓,与无减沉窝的六角头比,可使头部沉量降低5%。
| 序号 | 头型 | 受力状态 | 头高/直径比 | 抗拉载荷 |
| 1 | 六角头 | 抗拉 | 0.5~0.6 | 100% |
| 2 | 抗拉100°沉头自攻锁紧螺栓 | 抗拉 | 0.42 | 90% |
| 3 | 抗剪100°沉头自攻锁紧螺栓 | 抗剪 | 0.21~0.24 | 50% |
图1 带减沉窝的六角头螺栓头部
2、螺纹尺寸的变动为了使紧固件进一步减沉,在原2P扫尾螺纹的通常钛自攻锁紧螺栓的基础上选取专利技术(扫尾及其强化技术)开发出了拥有短扫尾螺纹的轻型钛自攻锁紧螺栓,扫尾为1.5P和1P螺纹。轻型钛自攻锁紧螺栓与第一代通常钛自攻锁紧螺栓相比,由于扫尾螺纹缩短,使用自攻锁紧螺母长度也相应缩短,进而使得总体结构减沉10%。如图2所示,从图中可看出两者的关系,与通常钛螺栓衔接相比,由于螺纹长度缩短,使得减沉成效更为显著。
图2 通常自攻锁紧螺栓与轻型自攻锁紧螺栓装置对比
另表,以往飞机装配多数选取长螺纹衔接,而现代飞机多数进行了精密化设计,在抗剪切部位或受力幼的部位,防盗螺栓选取短螺纹和短螺母共同,可使沉量进一步减轻。
不只通过优化螺纹能够实现减沉,并且在类似于螺纹迪胙环槽钉上也是如此,如在环槽钉的环槽上,早期选取的是等距环槽,而在此基础上进行优化设计后的比例式环槽钉的环槽,如图3所示,不只可使结构强度匹配均匀,还可使作用的有效区削减约1.5~2个齿距,同时减短了与之相配迪胙合金环帽,从而实此刻环槽区域减沉20%的成效。
图3 比例式环槽
3、组合衔接优化
在复杂的紧固系统中,选取高强度、钛合金等高比强资料,如钛合金拉丝型压铆螺钉,表套选取高强α钛合金,而芯杆选取了比TC4强度还高的β型钛合金,总体强杜纂专为复合伙料设计的单面螺纹压铆螺钉强度一致,但其沉量比后者轻30%以上。
4、钛合金管路衔接件
飞机的减沉凸起体此刻多个方面,紧固件是通过大量使用体现总体减沉成效,但在管路衔接件上的减沉,单件就有较大的作为,如将飞机上使用的不锈钢或合金钢管路衔接件,用于液压系统的管接头、表套焊接螺母、梗塞等都更换成TC6钛合金管路衔接件,不只可将耐压能力提高至28MPa,还能够使得整机减沉数十千克到数百千克,如选取无扩口钛合金紧固件,如图4所示,可实现进一步减沉。
图4 钛合金无扩口衔接
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