Numerical analysis of the riveted specimen

• Autorzy: Szymczyk E. , Sławiński G.

Warianty tytułu

EN

Analiza numeryczna próbki nitowej

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Połączenia nitowe są krytycznymi obszarami w konstrukcji lotniczej, ze względu na występowanie wtórnego zginania, koncentracji naprężeń oraz odkształceń plastycznych. Analiza konstrukcji lotniczych, w tym połączeń nitowych wymaga zastosowania lokalno-globalnego podejścia do modelowania numerycznego. W artykule przedstawiono analizę powłokowo-belkowego modelu połączenia zakładkowego złożonego z dwóch blach aluminiowych połączonych sześcioma nitami. Do opisu nitów zastosowano elementy belkowe. Uwzględniono zjawisko kontaktu oraz tarcie pomiędzy współpracującymi częściami. Analizę numeryczną zrealizowano w zakresie sprężysto-plastycznym. W modelu materiału przyjęto nieliniową charakterystykę opisującą stop aluminium. Analizowano wpływ geometrii i warunków brzegowych na pola naprężeń i odkształceń w próbce nitowanej. Badano rozkład naprężeń w przekroju poprzecznym próbki, odkształcenia plastyczne wokół otworu oraz rozwój pola odkształceń plastycznych w trakcie próby statycznego rozciągania. Wyniki symulacji dla analizowanego złącza zakładkowego porównano z wynikami analizy rozciąganej próbki z otworem swobodnym. Model do obliczeń wygenerowano w programie PATRAN. Obliczenia wykonano przy pomocy programów MD NASTRAN oraz MSC.MARC.

EN

The riveted joints are critical places in the aircraft structure with regard to secondary bending, stress concentrations and plastic strain. Analysis of aircraft structures, in it riveted joints requires a local-global approach to numerical modelling. The shell-beam model of the riveted lap joint consisting of two aluminium sheet with six rivets is presented. The rivet is described as a beam element. The contact with friction is defined between the collaborating parts of the joint. Numerical calculation is carried out in elastic-plastic range. The nonlinear stress-strain curve, describing material model of aluminium alloy, is taken into consideration. The influence of the specimen geometry and boundary conditions on strain and stress fields in the riveted joint is studied. Stress distribution in the crosswise sections of the specimen, plastic deformations around a rivet hole and evolution of plastic strain fields during tensile loading are analysed. The results of simulation of tensile loaded lap riveted joint are compared with the results for specimen with open hole. The finite element models are made with Patran. The calculations are preformed using NASTRAN and MARC codes.

Słowa kluczowe

PL

połączenia nitowe; MES (metoda elementów skończonych); analiza globalna; model powłokowo-belkowy

EN

riveted joint; FEM; global analysis; shell-beam model

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 2
• Strony: 475--484
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Szymczyk E.

autor

Sławiński G.

• Military University of Technology Faculty of Mechanical Engineering Department of Mechanics and Applied Computer Science Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland tel.: [phone]; fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Szymczyk, E., Jachimowicz, J., Derewońko, A., Analysis of residual stress fields in the riveted joint, Kones 2007, Rynia 9-12.09.2007.
• [2] Derewońko, A., Szymczyk, E., Jachimowicz, J., Numeryczne szacowanie poziomu naprężeń resztkowych w zakuwanym połączeniu nitowym, monografia pt. Analizy numeryczne wybranych zagadnień mechaniki, rozdz. 17, 329–350, 2007.
• [3] Dokumentacja techniczna MSC.MARC, wyd. the MacNeal - Schwendler Corp, 2004.
• [4] Szymczyk, E., Derewońko, A., Kiczko, A., Jachimowicz, J., Numerical simulation of tensile loaded lap riveted joint, Journal of Kones 2006.
• [5] PN-91/H-04310.
• [6] Troszczenko, W. T., Sosnowskij, L. A., Soprotivlenije ustalovki metaliov spravocznik i splajeoje, Naukova Dumka, 1987.
• [7] Sławiński, G., Analiza rozkładów naprężeń w próbce z otworem swobodnym, XXVI Seminarium Koła Naukowego Mechaników, Warszawa 14-15.06.2007.
• [8] De Rijck, J. J. M., Stress Analysis of Fatigue Crack in Mechanically Fastened Joints, Doctoral Dissertation, Delft University of Technology, 2005.