带Nastran网格的凸耳单耳连接结构

　　这类单耳凸耳结构是机械连接系统里最常见的受力传力构件之一，日常在工程机械的臂架铰接点、液压管路的固定支座、小型设备的机架连接位、工装夹具的定位连接端都能见到它的身影，核心作用是通过配套的销轴穿过底部的预制孔，实现两个构件之间的铰接或者刚性固定，传递横向、纵向的载荷以及部分工况下的倾覆力矩。从结构设计逻辑来看，这个单耳的外形做了平滑的曲面过渡，没有尖锐的直角转角，这是为了避免应力集中——在实际受载的时候，直角位置的应力集中系数能达到平滑过渡区域的3倍以上，很容易在交变载荷下萌生疲劳裂纹，做了大弧度的曲面过渡之后，应力流可以沿着构件轮廓顺畅传递，不会在转角位置出现应力截断的情况。底部的安装孔是销轴配合面，

　　设计时需要根据配套销轴的公差带选择对应的配合精度，如果是铰接工况一般选用间隙配合，保证销轴转动顺畅，如果是刚性固定工况则选用过渡配合，减少连接间隙带来的冲击。上部的凸台结构是为了匹配被连接件的安装槽位，侧面的凹槽是用来嵌入限位卡簧或者定位挡边，防止连接之后出现轴向窜动，保证连接位置的定位精度。这次配套做的Nastran TET网格，是为了后续有限元受力分析准备的，网格划分时在安装孔的内壁、曲面过渡区域做了网格加密，这些位置是应力梯度变化大的区域，加密网格能提升仿真计算的精度，而在远离受力点的平直区域网格尺寸适当放大，能在保证计算精度的前提下减少整体网格数量，缩短计算求解的时间。从安装边界来看，这个单耳的底部平面是安装贴合面，

　　加工时需要保证平面度要求，避免安装之后出现附加的安装应力，孔的轴线需要和贴合面保持垂直，否则销轴穿入之后会出现别劲的情况，加速销轴和孔壁的磨损。在实际选型使用的时候，需要根据实际传递的载荷大小核算耳板的厚度、孔边到端面的距离，避免出现孔壁压溃、耳板拉断的失效情况，尤其是在承受冲击载荷的工况下，还需要对耳板的端部做加强处理，或者选用更高强度的材料来满足承载要求。