分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响

编号 zgly0001577581

文献类型 期刊论文

文献题名 分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响

作者 董大龙  周翔  汪海  姜晓伟 

作者单位 上海交通大学航空航天学院 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2018年01期

年份 2018 

分类号 TB33 

关键词 孔边分层  复合材料  机械连接  有限元  参数化分析 

文摘内容 针对含孔边分层复合材料沉头螺栓连接结构,通过挤压试验及有限元仿真,研究了孔边分层对复合材料连接结构力学性能的影响。通过连接孔的挤压试验,得到了不同类型试验件的承载能力与破坏模式。有限元仿真中,基于ABAQUS有限元分析软件建立了复合材料机械连接的三维有限元模型,进行复合材料渐进失效损伤模拟,并采用内聚力单元来模拟预制分层。有限元计算得到载荷-位移曲线和变形模式与试验吻合较好,从而验证了有限元模型的有效性。在此基础上,分析了含孔边分层的复合材料机械连接结构的破坏机制,并研究了分层位置、分层面积大小和分层形状对该结构承载能力的影响。研究表明:复合材料的破坏始于沉头孔中的直孔区域,且当预制分层位于直孔区域时,结构的承载能力最低;分层形状为圆形和正方形时,会严重影响结构的承载能力,分层形状为椭圆形时,对承载能力影响较低。无论分层形状如何变化,分层总是从受挤压的一侧开始,以半圆弧的形状向受挤压方向进行扩展。