一种紧固件设计系统及方法技术方案

一种紧固件设计系统及方法，本发明专利技术涉及紧固件设计系统及方法。本发明专利技术的目的是为了解决现有紧固件安装还是人为设计点位，工作过于繁重；同时合理的设计紧固件对于设计人员的工作经验要求较高的问题。一种紧固件设计方法具体过程为：步骤一、自动完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距；步骤二、根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件；步骤三、校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核的结果；步骤四、校核连接件的钉孔挤压强度，生成校核的结果；步骤五、根据步骤三和步骤四生成的校核的结果，生成紧固件的EBOM表。本发明专利技术用于紧固件设计领域。

Fastener design system and method

The invention relates to a fastener design system and a method thereof. The purpose of the invention is to solve the problem that the existing fastener is installed or the artificial design point is too heavy, and the reasonable design of the fastener is required for the work experience of the designer. A fastener design method of the specific process: step one, automatic fastener diameter, fastener end distance, fastener operation space and fastener spacing; step two, according to the fastener diameter, fasteners, fasteners end distance operation space and automatic generation of fastener spacing fasteners; step three, check the fastening diameter, shear strength, tensile strength, generation and verification results; step four, check the strength of the nail hole extrusion connection, check the results generated; step five, check according to steps three and four generation of the generation of fasteners EBOM. The invention is used in the design field of fasteners.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及紧固件设计系统及方法。
技术介绍
当今机械设计发展迅猛，特别是计算机的更新换代能够更好的支持大型软件运行，从而机械设计软件的智能化和友好化成为将来发展的趋势。技术积累的集成化一键式设计成为发展趋势。紧固件设计技术，在机械设计行业特别是无图纸化设计的三维设计替代二维图纸的今天，紧固件设计还是由设计人员通过以下操作完成；从图1中可以看出：第一代紧固件是用二维图纸表示，在三维中画出紧固件的轴线表示一个穿过连接件的紧固件，该紧固件可以明确表示紧固件的位置，可以用于检查紧固件是否有短边距、操作空间不够等问题，缺点：因为没有表示出实体所以紧固件的检查不是太明确，特殊位置还需要人为做出实图；对于紧固件的长度还需要去测量夹层厚度计算紧固件需要的长度；对于大量紧固件的航空业来说工作过于繁琐；因为紧固件的长度计算不准确，在研制批为了满足工程需要，采购紧固件是需要上下调整一级甚至多级，从而产生大量的浪费。第二代紧固件是第一带的升级版；已经可以把第一代一些缺点进行了初步补充；比如紧固件长度计算；紧固件直径模拟；紧固件干涉检查等，缺点：紧固件安装还是人为设计点位，工作过于繁重；同时合理的设计紧固件对于设计人员的工作经验要求较高；
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有紧固件安装还是人为设计点位，工作过于繁重；同时合理的设计紧固件对于设计人员的工作经验要求较高的问题，而提出一种紧固件设计系统及方法。一种紧固件设计系统包括：用于完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距的紧固件参数模块；用于根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件的紧固件生成模块；用于校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核结果的紧固件校核模块；用于校核连接件的钉孔挤压强度的生成校核结果的连接件校核模块；用于生成校核结果的结果模块。一种紧固件设计方法具体过程为：步骤一、自动完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距；步骤二、根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件；步骤三、校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核的结果；步骤四、校核连接件的钉孔挤压强度，生成校核的结果；步骤五、根据步骤三和步骤四生成的校核的结果，生成紧固件的EBOM表。本专利技术的有益效果为：自动设计紧固件位置功能——解决人为繁琐的紧固件打点过程，从而可以减轻结构设计过程30％以上的工作量；自动生成紧固件可以避免紧固件设计过程不可不免的失误，避免紧固件设计过程中的大量的不合理性(紧固件件直径选择过大或者小了等问题)，从而避免设计的返工；减轻结构设计过程最少30％以上的工作量，强度校核30％以上的工作量；附图说明图1为现有技术示意图；图2为本专利技术紧固件示意图；图3为铆钉在弹性范围工作时铆钉间力的分布示意图；图4为桶形(形式Ⅰ)铆钉的形式图；图5为半圆形(形式Ⅱ)铆钉的形式图；图6a为螺栓螺纹连接类型示意图；图6b为螺钉螺纹连接类型示意图；图6c为螺桩螺纹连接类型示意图；图6d为螺栓式螺桩螺纹连接类型示意图；图6e为套筒螺纹螺纹连接类型示意图；图6f为特殊螺母螺纹连接类型示意图；图7为受拉螺栓疲劳破坏部位示意图，A为啮合面处；B为螺尾处；C为光杆处；D为r处，r为圆角区域；图8为受轴向载荷松螺栓连接的基本形式图；图9为受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式图；图10为受横向载荷紧螺栓连接的基本形式图；图11为受轴向载荷紧螺栓连接的基本形式图；图12为紧固件间距示意图，+为紧固件，p为紧固件间距；图13为紧固件操作空间示意图，1为操作空间，b为紧固件到圆角距离，t为连接件厚度，φ为紧固件直径或者连接孔直径；图14为紧固件端距、紧固件边距示意图，e1为紧固件端距，e2为紧固件边距，；图15为紧固件固定连接件示意图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式的一种紧固件设计系统包括：用于完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距的紧固件参数模块；用于根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件的紧固件生成模块；用于校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核结果的紧固件校核模块；用于校核连接件的钉孔挤压强度的生成校核结果的连接件校核模块；用于生成校核结果的结果模块。具体实施方式二：结合图2、12、13、14、15说明本实施方式，本实施方式的一种紧固件设计方法，其特征在于：一种紧固件设计方法具体过程为：步骤一、自动完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距；步骤二、根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件；步骤三、校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核的结果；步骤四、校核连接件的钉孔挤压强度，生成校核的结果；步骤五、根据步骤三和步骤四生成的校核的结果，生成紧固件的EBOM表。具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述步骤一中自动完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距；具体过程为：步骤一一、根据三维实体模型，按短板效应原则，计算出紧固件直径D；D/ti≥0.60式中，D为紧固件直径；ti为连接件厚度；i为第几个连接件，取值为正整数；例如：在高载连接处，紧固件直径对连接件厚度的比值应大于或等于0.60(D/ti≥0.60)。步骤一二、根据紧固件直径D计算出紧固件端距、紧固件操作空间、紧固件间距，连接件是金属时紧固件端距为2.5D+1；连接件是复合材料时紧固件端距为3D+1；紧固件所需要的最小操作空间为D+1；连接件是金属时紧固件间距为3D-5D；连接件是复合材料时紧固件间距为4D-6D。如果连接区域对密封要求较高，比如油箱区域，按4.5D。(油箱区域是因为密封特殊要求)。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述步骤二中根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件；具体过程为：步骤二一、根据紧固件直径、紧固件端距(紧固件到连接件端头距离)、紧固件操作空间(能连接紧固件的最小空间要求)、紧固件间距(同排相邻两个紧固件直间的距离)和夹层厚度设计紧固件长度；夹层厚度为紧固件连接所有连接件的厚度之和，根据夹层厚度设计紧固件长度；紧固件长度和夹层有一定的设计要求的，这是个特定值；解释说明：紧固件，比如螺栓，螺栓光杆是有一定的长度的，在使用紧固件过程中不允许螺纹进入链接区域，从而夹层的厚度决定了螺栓光杆的长度要求，国外的紧固件都是有夹层范围的，也就是知道夹层厚度紧固件的对应长度就出来了；步骤二二、根据紧固件连接区域的位置设计紧固件的钉头，凸头与埋头情况；解释说明：对于飞机来说对于气动表面需要保持广顺，不能有凸起，所以采用埋头，内部结构采用凸头紧固件承载能力特别抗拉能力高；步骤二三、根据连接材料选择紧固件材料；解释说明：因为异电位腐蚀问题，紧固件最好要和连接结构匹配；比如铝和钢在一起很很容易发生电化学腐蚀；步骤二四、根据紧固件操作空间确定紧固件；解释说明：比如结构的开敞型；步骤二五、当需要连接的2个连接件的连接区域存在间隙时，进行间隙提示，并提示间隙值；当需要连接的2个连接件中的一个为斜面时，紧固件打在斜面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧固件设计系统，其特征在于：一种紧固件设计系统包括：用于完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距的紧固件参数模块；用于根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件的紧固件生成模块；用于校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核结果的紧固件校核模块；用于校核连接件的钉孔挤压强度的生成校核结果的连接件校核模块；用于生成校核结果的结果模块。

【技术特征摘要】
1.一种紧固件设计系统，其特征在于：一种紧固件设计系统包括：用于完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距的紧固件参数模块；用于根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件的紧固件生成模块；用于校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核结果的紧固件校核模块；用于校核连接件的钉孔挤压强度的生成校核结果的连接件校核模块；用于生成校核结果的结果模块。2.一种紧固件设计方法，其特征在于：一种紧固件设计方法具体过程为：步骤一、自动完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距；步骤二、根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件；步骤三、校核紧固件直径，剪切强度，拉脱强度，生成校核的结果；步骤四、校核连接件的钉孔挤压强度，生成校核的结果；步骤五、根据步骤三和步骤四生成的校核的结果，生成紧固件的EBOM表。3.根据权利要求2所述一种紧固件设计方法，其特征在于：所述步骤一中自动完成紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距；具体过程为：步骤一一、根据三维实体模型，按短板效应原则，计算出紧固件直径D；D/ti≥0.60式中，D为紧固件直径；ti为连接件厚度；i为第几个连接件，取值为正整数；步骤一二、根据紧固件直径D计算出紧固件端距、紧固件操作空间、紧固件间距，连接件是金属时紧固件端距为2.5D+1；连接件是复合材料时紧固件端距为3D+1；紧固件所需要的最小操作空间为D+1；连接件是金属时紧固件间距为3D-5D；连接件是复合材料时紧固件间距为4D-6D。4.根据权利要求3所述一种紧固件设计方法，其特征在于：所述步骤二中根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间和紧固件间距自动生成紧固件；具体过程为：步骤二一、根据紧固件直径、紧固件端距、紧固件操作空间、紧固件间距和夹层厚度设计紧固件长度；夹层厚度为紧固件连接所有连接件的厚度之和；步骤二二、根据紧固件连接区域的位置设计紧固件的钉头；步骤二三、根据连接材料选择紧固件材料；步骤二四、根据紧固件操作空间确定紧固件；步骤二五、当需要连接的2个连接件的连接区域存在间隙时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆飞，
申请(专利权)人：李庆飞，
类型：发明
国别省市：上海;31