復合材料膠接接頭內(nèi)部應變測量和受力分析.pdf

1、相對緊固件連接技術(shù)，膠接依靠粘接面?zhèn)鬟f載荷，是一種較優(yōu)的復合材料連接手段。膠接接頭受力模型一直是復合材料連接領域的研究熱點。目前應變測量手段主要適用于材料表面應變測量，很難直接獲得膠接接頭內(nèi)部應變對理論模型進行實驗驗證。設計工作基本停留在初級剪滯模型階段，設計中通過犧牲接頭重量，提高安全閾值來保證膠接安全性。此外由于缺乏監(jiān)測膠接失效的有效手段，從結(jié)構(gòu)安全角度考慮，不得不減少膠接技術(shù)的使用比例。因此研究接頭內(nèi)部應變的測量方法、建立接頭受載

2、模型、開發(fā)損傷監(jiān)測手段對促進膠接技術(shù)在復合材料結(jié)構(gòu)方面的應用具有重要意義。
　　 本文首先借助表面電阻應變片和內(nèi)置FBG傳感器測量了接頭表面與內(nèi)部應變。分析發(fā)現(xiàn)搭接板內(nèi)部存在嚴重的次彎曲效應，數(shù)值模擬中應考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性影響，傳統(tǒng)的線彈性設計結(jié)果偏保守。然后采用有限元數(shù)值分析手段結(jié)合子模型技術(shù)分析了復合材料膠接單搭接接頭在拉剪作用下的受載狀態(tài)。結(jié)果表明模擬值與實驗測試值基本相近，有限元分析手段可用于分析復合材料膠接接頭的受載情

3、況，搭接區(qū)剝離應力、剪應力和等效應力都在搭接末端附近達到最大值，是初始失效的易發(fā)區(qū)。
　　 在此基礎上，借助子模型技術(shù)和實驗手段研究了膠接參數(shù)與接頭應力分布、搭接末端彎矩的關系，并考察了受載歷程對接頭應力分布的影響。分析表明通過端部切削、采用韌性膠粘劑、引入膠瘤均可削弱搭接末端的剝離趨勢，緩解應力集中程度，提高接頭承載效率;加載過程中，載荷越大，膠層發(fā)生塑性變形區(qū)域越大，應力分布趨于均勻，膠層有效受載比例越高。
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