復(fù)合材料厚板螺栓連接擠壓強度研究.pdf

1、隨著飛機結(jié)構(gòu)的發(fā)展,復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于飛機的主承力件設(shè)計中。在眾多主承力件中,復(fù)合材料厚板螺栓連接形式是必不可少的一種結(jié)構(gòu)形式。由于載荷分布在厚度方向的不均勻性,造成螺栓的彎曲和孔邊應(yīng)力沿厚度方向的分布不均,從而導(dǎo)致原有薄板二維有限元和理論分析方法在對厚板進行分析時會產(chǎn)生一定的誤差。因此,對復(fù)合材料厚板螺栓連接性能的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文采用試驗研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,主要研究內(nèi)容包括:
　

2、　(1)參照試驗標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了單釘雙剪試驗件的夾具,選取T800S/BA9918復(fù)合材料層合板測試了不同鋪層、連接方式、幾何尺寸厚板試驗件的螺栓連接擠壓強度等性能參數(shù)。觀察了試驗現(xiàn)象和連接件的破壞模式,得到了一些結(jié)論。
　　(2)基于ABAQUS商用有限元軟件建立了復(fù)合材料厚板單釘雙剪、單釘單剪和雙釘單剪擠壓強度的三維有限元的預(yù)測模型。模型采用三維Hashin失效判據(jù),結(jié)合相應(yīng)的材料性能退化準(zhǔn)則,通過編寫用戶材料子程序?qū)崿F(xiàn)了不同損傷類

3、型的產(chǎn)生和演化。通過比較數(shù)值仿真和試驗結(jié)果,驗證了模型的合理性和有效性。
　　(3)基于 ABAQUS商用有限元軟件建立了復(fù)合材料薄板單釘雙剪擠壓強度的二維有限元的預(yù)測模型,分析了二維模型隨著層板厚度增加所帶來的計算誤差,討論了二維模型對不同層板厚度問題的適用范圍。同時基于三維模型討論了不同螺栓模型、摩擦系數(shù)等對于連接件擠壓強度的影響,并重點分析了層合板厚度對連接件強度的影響。
　　(4)根據(jù)試驗結(jié)果對Hart-Smith工