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耳片是飛機(jī)結(jié)構(gòu)中重要的受力件，應(yīng)用廣泛，對飛機(jī)的安全和性能都有很大影響。耳片的結(jié)構(gòu)形式比較簡單，但是耳孔附近的應(yīng)力狀態(tài)很復(fù)雜，所以耳片強(qiáng)度分析是一個十分復(fù)雜的問題。工程實(shí)際中，通常采用簡化計(jì)算方法來解決耳片的強(qiáng)度問題。現(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有了許多耳片強(qiáng)度的簡化計(jì)算方法，人們經(jīng)過長期的使用和新近做的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這些方法當(dāng)中有的過分保守，有的則偏于危險(xiǎn)。因此在新機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，為了減輕重量，提高飛機(jī)性能，確保飛行安全，有必要將現(xiàn)有的耳片強(qiáng)度有限元分析方法作一些剖析，開展研究，尋求新的計(jì)算方法，以滿足種1設(shè)計(jì)的需要。
飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的操縱拉桿，起落架和艙門的作動筒等組件上的耳片是受軸向載荷的，見圖。這種受載的耳片在一些文獻(xiàn)中當(dāng)作曲或厚壁筒來計(jì)算。顯然耳片的幾何形約束條件和載荷形式都與龜們不同。另飛機(jī)設(shè)計(jì)是按極限承載能力設(shè)計(jì)的，耳片破壞時(shí)已進(jìn)人塑性范圍，應(yīng)力分布也有很大不同，所以與試驗(yàn)結(jié)果相差較大。根據(jù)大量的耳片破壞現(xiàn)象的觀察和計(jì)算：認(rèn)為受軸向拉伸載荷的耳片采用平均應(yīng)力法比較合適，即不管耳片破壞特性如何，都可以用沿孔中心的橫截面上的平均應(yīng)力再考慮破壞效率來計(jì)算耳片強(qiáng)度。
飛機(jī)結(jié)構(gòu)中還有一大類耳片是象接頭，作動筒支架，操縱搖臂等零件上的耳片，其載荷與耳片軸線成一定的角度，如圖所示。現(xiàn)在國內(nèi)還沒有受斜向載荷的耳片強(qiáng)度計(jì)算方法。過去在飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)只好采用下面的方法：不管加載角度多大，一律按a=0的方法計(jì)算(即第二節(jié)的方法)，并認(rèn)為這樣計(jì)算是偏安全的(也就是說，a=0的耳片承載能力低于0的承載能力)。乍一看，這樣理解似乎是對的，因?yàn)?時(shí)，與外載荷垂直的橫截面面積比>0時(shí)的面積要小。可是事實(shí)正好相反，因?yàn)?時(shí)，耳孔兩側(cè)的剛度相等，載荷平均分配；而當(dāng)>0時(shí)，孔兩側(cè)的剛度變得不相等了。顯然剛度大的一側(cè)受力比較大，而且彎曲效應(yīng)變得主要了，由于載荷不均勻分配和彎曲效應(yīng)的增大，使得耳片的承載能力降低了。
為了證實(shí)這種觀點(diǎn)，我們曾做過上千個耳片破壞試驗(yàn)和二次耳片光彈性試驗(yàn)，大量數(shù)據(jù)表明，我們的分析是正確的，國內(nèi)現(xiàn)在的算法不是偏安全，而是偏危險(xiǎn)。下面把試驗(yàn)情況簡單介紹一下。我們選用最有代表性的四種航空材料45,30CrMnSiA,LY12-CZ和LC4-CS，加工成五種孔徑的組合耳片試驗(yàn)板件，40同一種材料同一種孔徑各做三塊，每一塊板件上可以分別做2到3個：100，300，600，900。和一個任意角度的耳片試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看到，不管那一種孔徑(或者相對寬度)，外載與耳片軸線之間的夾角a越大，耳片的破壞載荷越小。另外，當(dāng)厚度一定時(shí)，相對寬度b/d越小，耳片的破壞載荷越小；隨著增大和b/d的減小，斜向受載時(shí)的破壞載荷與軸向受載時(shí)的破壞載荷P的比值逐漸減小。
根據(jù)上面的試驗(yàn)和分析，我們導(dǎo)出了一個新的耳片在斜向載荷作用下的強(qiáng)度計(jì)算方法一一折算系數(shù)法，其分析步驟如下：(1)按第二節(jié)的方法求出耳片在受載角度等于0時(shí)的極限承載能力，即順便提一下，我們在研制后期看到一些資料，介紹現(xiàn)在英、美、德等國普遍采用相關(guān)方程法來計(jì)算斜載作用下的耳片強(qiáng)度。這種方法的思路恰好跟我們提出的方法相同。不過正如文獻(xiàn)中指出的，它是根據(jù)少量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出來的半經(jīng)驗(yàn)半理論的一種方法。所以有時(shí)與實(shí)際相差較大。以90度受載的耳片為例，鋁合金耳片用相關(guān)方程法求得的效率系數(shù)要比我們試驗(yàn)得到的低百分之五十。說明這種方法對于鋁合金耳片是過于保守的，可是對于鋼耳片則偏于危險(xiǎn)。另外，相關(guān)方程法使用起來非常麻煩，而且計(jì)算中用到的曲線無法與國產(chǎn)材料一一對應(yīng)。
飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的接頭、支架和搖臂等零件上的耳片常常是受壓縮載荷的，見圖，目前對于這種受載的耳片還沒有比較好的計(jì)算方法。國外資料未曾見過，國內(nèi)則人為地把耳片受壓時(shí)的載荷變成拉伸載荷當(dāng)作受拉耳片來校核強(qiáng)度或者乘一個系數(shù)。顯然，這種方法是純經(jīng)驗(yàn)的，缺乏理論根據(jù)，而且與試驗(yàn)相差較大。我們根據(jù)彈性軟力和耳片受軸向載荷及斜向載荷的試驗(yàn)曲線和計(jì)算方法，得到先把壓縮力尸解為軸向分量就用這個新的切向力，按照前面第三節(jié)的方法來校核耳片的切向強(qiáng)度。
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