復合材料桁架融合節(jié)點設計及其承載性能分析.pdf

1、超輕質、高承載能力的纖維復合材料桁架結構在航空航天領域的應用日益廣泛,其中復合材料桁架的節(jié)點在其承載與傳遞力學方面起著重要的作用。為此,本文主要以桁架結構連接部位的接頭和桿件組成的節(jié)點作為研究對象,建立了一種融合節(jié)點設計方法,并研究其承載性能。本文的主要內容包括:
　　針對復合材料桁架融合節(jié)點,研究其設計方法,分析了復合材料桁架不同載荷工況下,桁架桿件連接處的傳力特性,在滿足結構使用要求的前提下,對結構進行設計,通過材料設計、結構

2、形式設計、各部位尺寸設計以及工藝設計等設計一種新型的融合節(jié)點,通過強度校核確定尺寸設計的合理性。
　　設計了一種由手工纏繞和模壓組成的制備融合節(jié)點的工藝方案,制定了工藝流程,設計了相應的模具,并制得了融合節(jié)點。該方案可以應用到空間復合材料桿件的連接,能夠解決復合材料桿件由單獨的接頭膠接引起的裝配應力過大的問題。
　　提出了復合材料融合節(jié)點彎曲性能試驗方案,建立了試驗測試系統(tǒng),研究融合節(jié)點的承載性能。通過測試融合節(jié)點的載荷-位

3、移曲線和關鍵位置的應變-時間曲線,得到結構的彎曲破壞載荷約為8.7KN,其破壞模式為約束桿件的劈裂,應變最大處為約束桿件與接頭連接過渡位置。
　　建立了融合節(jié)點的數值模型,研究了復合材料融合節(jié)點在抗彎及多軸向載荷作用下的承載性能,施加與測試條件相符合的邊界約束和載荷,計算復合材料融合節(jié)點的破壞載荷,與試驗結果對比,并開展典型工況下的承載性能的研究,分析鋪層角度對融合節(jié)點力學性能的影響規(guī)律。
　　本文的成果可以為復合材料桿件的