復(fù)合材料螺栓連接接頭失效行為研究.pdf

1、隨著復(fù)合材料在航空結(jié)構(gòu)件中的大量應(yīng)用，復(fù)合材料的連接成為必不可少的重要環(huán)節(jié)，復(fù)合材料沉頭螺栓連接的連接件表面光滑、能夠平穩(wěn)地傳遞較大載荷，逐漸成為航空結(jié)構(gòu)連接件的首選連接方式。復(fù)合材料沉頭螺栓連接的失效主要發(fā)生在接頭連接處，因此研究復(fù)合材料沉頭螺栓連接接頭失效具有重要的意義。
　　本文基于ANSYS和Laminate Tools兩種軟件相結(jié)合的方法，研究了復(fù)合材料沉頭螺栓連接失效過程中失效準(zhǔn)則和退化準(zhǔn)則的定義，采用試驗(yàn)和有限元分析

2、相結(jié)合的方法，在宏觀方面采用復(fù)合材料沉頭螺栓連接失效形式和位移載荷曲線以及微觀方面采用孔周圍斷面掃描電鏡照片和有限元分析的層間失效形式相比較兩種方法，表征了復(fù)合材料沉頭螺栓連接有限元算法的準(zhǔn)確性。同時采用合適的有限元算法，對復(fù)合材料沉頭螺栓連接進(jìn)行了參數(shù)化分析。
　　研究結(jié)果表明，本文提出的失效準(zhǔn)則和退化準(zhǔn)則定義可以用在復(fù)合材料沉頭螺栓連接的有限元分析中。在宏觀方面，表明了有限元和試驗(yàn)的失效形式相同，并且兩種失效形式的位移載荷曲線

3、形狀相似、最大承載載荷的誤差小于20％，在微觀方面，表明了孔周圍斷面掃描電鏡照片和有限元分析的層間失效形式相同，更進(jìn)一步驗(yàn)證了算法的準(zhǔn)確性。分別研究沉頭（h/t）、螺栓直徑（d）、螺栓預(yù)緊力和基礎(chǔ)面之間的摩擦因子（μ）對復(fù)合材料沉頭螺栓連接強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明，隨著沉頭螺栓沉頭比的增大，復(fù)合材料沉頭螺栓連接強(qiáng)度先增大后減小，當(dāng)沉頭比為0.55時，復(fù)合材料沉頭螺栓連接強(qiáng)度最大；隨著螺栓直徑（d）的增大，復(fù)合材料沉頭螺栓連接強(qiáng)度逐漸降低，當(dāng)