对复合材料沉头螺栓连接的研究

  目前专门针对复合材料沉头螺栓连接的研究还不多,对沉头多钉螺栓连接更是少见。本文针对复合材料沉头双钉单搭接连接,建立三维有限元模型,结合层合板孔边应力研究连接的损伤失效机理和预测失效强度,后通过试验验证了数值模拟方法和结果的正确性。
  沉头双钉螺栓连接接头的结构是由上下两块完全相同的复合材料层合板。通过两颗反对称的沉头螺栓连接而成。在有限元模型中对钉与孔、板与板等均按接触面设置。由于接触面多,计算时间长,为了减少计算工作量,降低计算规模,根据对称条件,取连接件的一半研究即可。为了减少接触面,计算模型中把整套螺栓作为整体元件来处理,并且对两块搭接板、钉和孔之间均采用无间隙配合。
  复合材料层合板的损伤是一个逐渐累积与扩展过程,当某一单层板满足失效准则而破坏时,其刚度必将下降,数值计算中必须对刚度进行退化处理,退化方法和程度取决于单层板的失效机理。在后面的计算中将采用提出的退化准则,此种退化方法涉及到了单层板的所有参数,而且当多个失效模式同时发生时,可进行材料性能退化累加。
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