某型可解脫式鎖緊帶仿真分析

高嵐

（慶安集團有限公司航空設備研究所，陜西西安710077）

某型可解脫式鎖緊帶仿真分析

高嵐

（慶安集團有限公司航空設備研究所，陜西西安710077）

為了得到某型可解脫式鎖緊帶鎖殼體及脫開鉤的應力分布及變形，對其采用MS C.Patra n/N a s tra n進行靜力學分析。結果強度剛度滿足設計要求。

可解脫式鎖緊帶；靜力學分析；強度；剛度

可解脫式鎖緊帶為某運輸機空運空降空投系統(tǒng)配套部件，用于貨臺貨運重力空投。為了縮短研制周期同時降低試驗成本，在靜力試驗之前對鎖緊帶進行靜力學分析，驗證可解脫式鎖緊帶強度是否滿足設計要求。

本文對可解脫式鎖緊帶鎖殼體和脫開鉤進行有限元分析得到兩者應力及變形分布，為試驗測試提供重要依據(jù)。

1 載荷分析

脫開鉤懸掛34 000 N重物，如圖1所示力F1，脫開鉤與鎖殼體通過左右兩個螺栓聯(lián)接，對應受到螺栓力為F3和F2，根據(jù)右螺栓孔中心力矩平衡可以得到等式（1）。

根據(jù)豎直方向力平衡可以得出等式（2）：

根據(jù)作用力與反作用力可知，力在脫開鉤、4個螺栓、連桿、鎖殼體之間傳遞，可知鎖殼體在三個半圓孔處分別受到大小為F4=5 667 N、F5=56.7 N、F6=39 666.7 N的力。

圖1 脫開鉤及鎖緊帶受力圖

可接脫式鎖緊帶鎖殼體與脫開鉤材料參數(shù)如表1所示。

表1 材料力學性能參數(shù)表

2 有限元分析及結果

2.1 鎖殼體

采用10節(jié)點四面體單元對模型進行網(wǎng)格劃分；在兩連桿的最大孔的圓環(huán)面上施加固定約束。在連桿與殼體的連接處建立節(jié)點，通過MPC剛體約束連接處殼體與連桿孔的圓環(huán)面，根據(jù)鎖殼體載荷分析結果對鎖殼體施加力，如圖2所示。

圖2 鎖殼體載荷約束示意圖

采用MSC.Nastran進行線性求解[1]，鎖殼體應力及變形結果如圖3所示，鎖殼體最大應力為757 MPa，最大變形為0.715 mm.

圖3 鎖殼體應力、變形云圖

2.2 脫開鉤

采用10節(jié)點四面體單元對脫開鉤進行網(wǎng)格劃分[2]，在兩孔中點分別建立節(jié)點，通過MPC分別建立此兩節(jié)點與兩孔圓環(huán)面的剛性約束。約束左孔中心節(jié)點1，2，3，5，6等5個方向的自由度，約束右孔中心節(jié)點1，3，4，5，6等5個方向的自由度。在脫開鉤鉤面上施加F=34 000 N的Z軸反向的力，如圖4所示。

圖4 連接殼體應力云圖

采用MSC.Nastran進行線性求解[3]，脫開鉤應力及變形結果如圖5所示，脫開鉤最大應力為836 MPa，脫開鉤最大變形為0.261 mm.

圖5 脫開鉤應力、變形云圖

3 結束語

（1）可解脫式鎖緊帶雙列空投脫開鎖殼體最大應力為757 MPa，未超過屈服極限1 180 MPa，最大變形為0.715 mm，安全系數(shù)為1.5，滿足靜強度要求。鎖緊帶最大應力位置為連桿與鎖殼體連接處。

（2）可解脫式鎖緊帶脫開鉤的最大應力為836 MPa，未超過屈服極限1 180 MPa，最大變形為0.216，安全系數(shù)為1.41，滿足強度要求。

脫開鉤最大應力位置為左連接螺栓孔下變截面倒角處。

[1]馬愛軍.Patran和Nastran有限元分析專業(yè)教程[M].北京：清華大學出版社，2005：15.

[2]杜家政.MSC.Nastran軟件高級用戶入門指南及工程應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013：53.

[3]郭乙木.有限元法與MSC.Nastran軟件的工程應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006：158.

Simulation Analysis of a Certain Type of Locking Belt

GAO Lan
（Aviation Equipment Research Institute of Qing’an Group Co.，Ltd.，Xi’an Shaanxi 710077，China）

In order to get a disconnectable locking belt lock body and a hook from the stress distribution and deformation，for the static analysis by MSC.Patran/Nastran. Results the strength stiffness meets the design requirements.

disconnectable locking belt；statics analysis；intensity；stiffness

T H 12

A

1672-545X（2016）09-0040-03

2016-06-28

高嵐（1983-），女，陜西西安人，碩士研究生，工程師，研究方向為工程力學。