面向角度偏差的復合材料C型梁夾緊方案研究.pdf

1、由于復合材料樹脂基體的固化收縮、樹脂/纖維/模具熱膨脹系數不同、各向異性等多因素影響，導致復材構件在制造完成后尺寸精度比金屬低。當前我國積累了一定的復合材料設計和制造經驗，但是與國外先進技術和水平相比依然存在差距。隨著復材在新機結構上應用比例的大幅度提高，面臨更多的復合材料結構的裝配協(xié)調問題，因此復合材料構件裝配協(xié)調方面的問題將更加突出，復合材料裝配協(xié)調技術已成為我國新機研制的關鍵技術之一。
　　復材構件的制造偏差導致組件裝配時的

2、局部間隙，加劇了裝配協(xié)調問題。由于樹脂基體較脆，所以復合材料結構不能用錘鉚的方法裝配，也不允許敲打和銼修。對復材構件施加一定的夾持力使復材構件相互貼合是消除裝配間隙、實現(xiàn)裝配協(xié)調的重要手段之一。
　　本文針對飛機用復合材料C型梁典型結構，以有限元仿真為基礎，通過多組的對比仿真計算和數據分析，研究包含角度偏差的復合材料C型梁的夾持力施加后的應力及應變狀態(tài)，同時針對復合材料的破壞模式進行仿真模擬以及運算。設計并制造了相應的C型梁測試用

3、夾具，針對復合材料C型梁實驗件的角度偏差進行拉伸和壓縮實驗。實際測試數據驗證了本文建立的復材C型梁有限元仿真模型的正確性和有效性。本文主要研究工作如下：
　　(1)復合材料C型梁有限元分析模型的建立
　　考慮復合材料C型梁的各向異性，基于Hashin準則建立復合材料C型梁的纖維及基體失效以及基于界面元單元的復合材料分層失效的理論模型。通過應用ABAQUS軟件及其用戶子程序 UMAT，實現(xiàn)了基于漸進失效準則的復合材料C型梁拉伸

4、及壓縮過程的有限元仿真建模及運算，為后續(xù)復材C型梁的夾持力施加方案以及裝配工藝過程提供模型基礎。
　　(2)復合材料C型梁測試夾具設計
　　依據具有角度偏差復合材料C型梁施加夾持力的狀態(tài)及方式，設計了針對復合材料C型梁的角度偏差夾持力施加的實驗夾具。該夾具能復合材料C型梁緣條部分均勻地施加載荷,使其滿足測試需要，為復合材料C型梁的夾持力施加方式研究奠定了基礎。
　　(3)實驗驗證與數據分析
　　針對復合材料C型梁