基于Ni-Ti记忆合金形状恢复的干涉连接研究

发布时间：2025-07-21 17:55

　　干涉连接可有效提高飞机机械连接结构的疲劳寿命,针对目前干涉连接存在的干涉量低、干涉不均匀及安装过程易损伤结构件等缺陷,本文提出采用形状记忆合金的形状恢复特性实现干涉连接的设计思想,以NiTiNb记忆合金为研究对象,借助弹塑性理论分析、形状记忆合金本构模型、有限元模拟和试验验证等方法,对形状记忆合金干涉连接进行了系统研究。利用弹塑性力学理论,通过对受压厚壁圆筒进行分析,得出了干涉连接时连接孔与轴弹性和弹塑性变形状态下的孔壁应力、应变方程,推导了发生弹塑性变形时塑性区的变形量及其与干涉量的关系式。通过形状记忆合金本构模型,建立了 NiTiNb记忆合金干涉连接在不同阶段的应力、应变方程。以带孔平板干涉连接为对象分析其孔边应力分布表明,随着干涉量的增大,干涉连接的孔壁变形状态逐渐从弹性干涉变化到弹塑性干涉,其径向应力始终是压应力,切向应力随着干涉量的增大逐渐从拉应力变成了压应力。有限元分析表明,连接板在孔口形成应力集中,干涉量低于1%时,连接孔发生弹性变形,干涉量为1.5%时,孔壁已产生塑性变形,干涉量为2.5%时,连接板上的最大应力值接近材料抗拉极限,继续增大干涉量将会对连接结构强度产生不利影...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?ＳＭＡ干涉连接原理??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＳＭＡ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ??

弯曲，造成干涉不均匀，??减弱干涉连接的疲劳增益，达不到干涉连接原本的效果。另外，强迫压入式安装方法还??会产生孔边压痕和孔口裂纹，均会降低基体材料的抗疲劳特性。因此，随着飞机等航空??器产业的飞速发展，对干涉连接的需求量与日俱增，开发干涉量大、干涉均匀、无凸瘤、??少孔口裂纹、....

图１．２滞后宽度和恢复率与形变量的关系??Ｆｉｇ，?１．２?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｗｉｄｔｈ／ｒｅｃｏｖｅｒｙ?ｒａｔｅ?ａｎｄ?ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ??

４９］。??表１．１?ＮｉＴｉＮｂ记忆合金部分性能??Ｔａｂ．?１．１?Ｐａｒｔｉａｌ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ＮｉＴｉＮｂ?ｓｈａｐｅ?ｍｅｍｏｒｙ?ａｌｌｏｙ??材料性能?ＮｉＴｉＮｂ??相变温度?从、＝－９０±１０。匚??可完全恢复应变?５％??最大可恢复应变?７￣８％....

图１．３滞后宽度和恢复率与形变温度的关系ＭＩ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｗｉｄｔｈ／ｒｅｃｏｖｅｒｙ?ｒａｔｅ?ａｎｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??

?大连海事大学硕士学位论文???采用标准拉伸试样，在不同温度下拉伸变形１６％后测得ＮｉＴｉＮｂ记忆合金的滞后宽??度和恢复率随形变温度７；变化的关系如图１．３所示。当时，相变滞后儿乎不变??且宽度很窄，同时保持很高的恢复率；当乃处于Ｍ，＋３０°Ｃ时，随着７；的上升，相变滞??后宽....

图２．６连接轴与连接板截面图??Ｆｉｇ．２．６?Ｓｅｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｈａｆｔ?ａｎｄ?ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ?ｐｌａｔｅ??

?基于Ｎｉ－Ｔｉ记忆合金形状恢复的干涉连接研究???升温接触、受限恢复至最高温度、降至室温等阶段，各个阶段经历不同的应力、应变状??态。??２．５．１干涉连接紧固力计算??（１）低温拉伸预变形??ＭＴｉＮｂ记忆合金实现干涉连接之前，需对其进行低温拉伸预变形处理。设连接轴??拉伸之....

本文编号：4058159