汪厚冰,魏景超,成李南,李新祥,赵荣

中国飞机强度研究所 全尺寸飞机结构静力/疲劳航空科技重点实验室,西安 710065

虽然飞机制造中机体结构的整体化水平越来越高,但是由于机械连接具有能传递大载荷、装配质量稳定性好及便于装配和拆卸等优点,在飞机结构中即便是复合材料结构目前仍广泛使用机械连接的方法[1-5]。即使连接结构承受面内载荷,但由于次弯曲(偏心弯曲)[6-7]的存在,连接中的钉除了承受剪切力,还有轴力。为了准确掌握钉的受力状态并对钉进行失效分析,研究者需要获取钉的轴力和剪切力。

目前主要通过测试方法和分析方法获得钉的轴力和剪切力。钉轴力的测试方法有以下几种：基于垫片式力传感器的测试方法[8],把力传感器做成垫片,使用时套在钉上；超声波法[9],该方法利用声波的速度和传播时间,计算钉的变形量和轴力；传感器法[10],在钉上粘贴应变片(单片),通过测得的应变计算出钉的轴力。钉的剪切力测试方法包括应变片法[11-13]、压力传感器法[14]及载荷传感器法[6,15-18]。应变片法通过在连接板上粘贴应变片,测量钉附近各截面的应变,计算出对应截面的内力,进而推算钉的剪切力及钉载；压力传感器法在钉与连接孔之间布置压力传感器,通过测得的钉与孔挤压力来获取钉剪切力；载荷传感器法在钉的两侧(或四侧)开槽,槽内粘贴±45°的应变花,通过测的应变值确定钉承受的剪切力。

分析方法主要包括有限元方法和经典刚度法。……