一种计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法技术

本申请属于螺纹强度校核领域，特别涉及一种计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，包括：步骤S1：计算螺母受内或外压力沿径向的弹性变形量；步骤S2：基于所述弹性变形量计算螺母的径向总位移；步骤S3：基于所述径向总位移计算螺母变形后的充满度系数；步骤S4：基于所述充满度系数计算螺纹剪切强度，本申请结合起落架上的螺纹大部分都是空腔薄壁结构客观条件，将螺母视作薄壁结构引入螺纹剪切强度的计算当中，通过计算螺母的径向位移，进一步修正螺纹充满度系数，从而提高了螺母为空腔薄壁结构时的螺纹剪切强度的计算精度。构时的螺纹剪切强度的计算精度。构时的螺纹剪切强度的计算精度。

【技术实现步骤摘要】
一种计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法


[0001]本申请属于螺纹强度校核领域，特别涉及一种计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法。

技术介绍

[0002]螺纹是机械连接中常用的方式，螺纹剪切强度不足是螺纹连接失效的主要形式，起落架上的螺纹大部分都是空腔薄壁结构，螺纹在使用过程中由于内腔气压的增加而产生变形，传统的螺纹计算方法与实际运用的过程中差距较大，如何准确计算螺纹剪切强度，对如何提高螺纹剪切强度具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本申请提供了一种计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，包括：
[0004]步骤S1：计算螺母受内或外压力沿径向的弹性变形量；
[0005]步骤S2：基于所述弹性变形量计算螺母的径向总位移；
[0006]步骤S3：基于所述径向总位移计算螺母变形后的充满度系数；
[0007]步骤S4：基于所述充满度系数计算螺纹剪切强度。
[0008]优选的是，将螺母以薄壁结构计算方法计算螺母的所述弹性变形量。
[0009]优选的是，计算螺母受内或外压力沿径向的弹性变形量Δη的公式为：
[0010][0011]其中为螺母切面平均半径；E为材料弹性模量；t为螺母的壁厚。
[0012]优选的是，计算螺母切面平均半径时，略去螺母的内螺纹齿高，以齿根尺寸计算。
[0013]优选的是，所述径向总位移Δh
nei
的计算公式为：
[0014][0015]其中，Δη为弹性变形量；Δ∈为螺纹直径公差值。
[0016]优选的是，螺母变形后的充满度系数β
nei
计算公式为：
[0017][0018]其中，β为螺纹充满度系数，其中螺纹为公制时，β＝0.875，螺纹为矩形螺纹时，β＝0.5，螺纹为梯形螺纹时，β＝0.65；P为螺距；Δh
nei
为径向总位移。
[0019]优选的是，计算螺纹剪切强度τ的计算公式为：
[0020][0021]τ为螺纹剪切强度；β
nei
为螺母变形后的充满度系数；N为螺纹计算圈数；d为螺纹内径；P为螺距；P
la
为载荷。
[0022]优选的是，所述螺母的内螺纹为三角形内螺纹。
[0023]本申请的优点包括：本申请结合起落架上的螺纹大部分都是空腔薄壁结构客观条件，将螺母视作薄壁结构引入螺纹剪切强度的计算当中，通过计算螺母的径向位移，进一步修正螺纹充满度系数，从而提高了螺母为空腔薄壁结构时的螺纹剪切强度的计算精度。
附图说明
[0024]图1是本申请一优选实施方式计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法流程图。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0026]本申请提供了一种计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，如图1所示，包括：
[0027]步骤S1：计算螺母受内或外压力沿径向的弹性变形量；具体是将螺母以薄壁结构计算方法计算螺母的所述弹性变形量；计算螺母受内或外压力沿径向的弹性变形量Δη的公式为：
[0028][0029]其中为螺母切面平均半径；E为材料弹性模量；t为螺母的壁厚，其中，计算螺母切面平均半径时，略去螺母的内螺纹齿高，以齿根尺寸计算。
[0030]步骤S2：基于所述弹性变形量计算螺母的径向总位移；具体为，所述径向总位移Δh
nei
的计算公式为：
[0031][0032]其中，Δη为弹性变形量；Δ∈为螺纹直径公差值。
[0033]步骤S3：基于所述径向总位移计算螺母变形后的充满度系数；其中螺母变形后的充满度系数β
nei
计算公式为：
[0034][0035]其中，β为螺纹充满度系数，其中螺纹为公制时，β＝0.875，螺纹为矩形螺纹时，β＝0.5，螺纹为梯形螺纹时，β＝0.65；P为螺距；Δh
nei
为径向总位移。
[0036]步骤S4：基于所述充满度系数计算螺纹剪切强度；计算螺纹剪切强度τ的计算公式为：
[0037][0038]τ为螺纹剪切强度；β
nei
为螺母变形后的充满度系数；N为螺纹计算圈数；d为螺纹内径；P为螺距；P
la
为载荷，其中所述螺母的内螺纹为三角形内螺纹。
[0039]为了验证上述方法的正确性，选择内螺纹为M140
×
1.5
‑
5H6H，外螺纹为MJ140
×
1.5
‑
6e，螺栓受拉、螺母受压的薄壁螺纹结构进行计算与试验验证。
[0040]首先在螺栓上缓慢施加外载P，当外载P＝60t时，试验件破坏，螺纹损伤。
[0041]由螺纹损伤情况可以看出，螺纹失效是由于剪切强度不够造成的。按照飞机设计手册第九册中关于螺纹剪切强度的计算公式进行校核，其中螺纹充满度系数β取0.875，计算破坏力为112t，显然与实际情况不符。
[0042]采用薄壁零件螺纹剪切强度计算方法对发生故障的螺纹进行剪切强度校核，计算结果如表1所示。
[0043]表1薄壁零件螺纹剪切强度计算对照表
[0044]参数数值径向弹性变形Δη0.357螺纹直径公差Δε0.3螺纹充满度系数β0.485计算圈数n3螺纹计算用直径d140计算用外载P
la
54.9t剪切应力τ572MPa计算破坏力62t
[0045]由表1可以看出，按照薄壁结构螺纹剪切强度计算出来的结果与实际情况是比较吻合的。
[0046]为进一步摸清计算用的螺纹承载能力，选择经计量合格、接近公称尺寸(使零件制造因素的影响降到最低)的螺栓和螺母补充进行了承载能力试验，试验至70.6t破坏。
[0047]由于选择接近公称尺寸的螺栓螺母进行试验，因此按螺纹公差Δ
[0048]∈＝0.1，重新计算薄壁结构螺纹剪切强度，计算结果如表2所示。
[0049]表2薄壁零件螺纹剪切强度计算对照表(Δ∈＝0.1)；
[0050]参数数值径向弹性变形Δη0.357螺纹直径公差Δε0.1
螺纹充满度系数β0.562计算圈数n3螺纹计算用直径d140计算用外载P
la
54.9t剪切应力τ493.5MPa计算破坏力71.9t
[0051]按照表2，试验破坏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，其特征在于，包括：步骤S1：计算螺母受内或外压力沿径向的弹性变形量；步骤S2：基于所述弹性变形量计算螺母的径向总位移；步骤S3：基于所述径向总位移计算螺母变形后的充满度系数；步骤S4：基于所述充满度系数计算螺纹剪切强度。2.如权利要求1所述的提高起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，其特征在于，将螺母以薄壁结构计算方法计算螺母的所述弹性变形量。3.如权利要求2所述的提高起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，其特征在于，计算螺母受内或外压力沿径向的弹性变形量Δη的公式为：其中为螺母切面平均半径；E为材料弹性模量；t为螺母的壁厚。4.如权利要求3所述的提高起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，其特征在于，计算螺母切面平均半径时，略去螺母的内螺纹齿高，以齿根尺寸计算。5.如权利要求1所述的提高起落架缓冲器用螺纹剪切强度的方法，其特征在于，所述径向总位移Δh

【专利技术属性】
技术研发人员：李志鹏，肖山，李福，宋得军，王宁博，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：