含螺栓孔的C-C復(fù)合材料平板面外拉脫力學(xué)性能分析.pdf

1、C/C復(fù)合材料在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用日益廣泛，但隨著科技的發(fā)展，工業(yè)中對大尺寸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜構(gòu)件的需求越來越迫切。而受到制備工藝的限制，直接制作大型復(fù)雜形狀C/C復(fù)合材料的構(gòu)件比較困難，因此，利用小尺寸的簡單構(gòu)件進行二次連接是解決這一問題的有效途徑。C/C復(fù)合材料是一種高溫力學(xué)性能十分穩(wěn)定的復(fù)合材料，通過高溫熔化來完成材料的連接是不可行的，最簡單直接的方法就是通過螺栓、螺釘?shù)葯C械緊固件來實現(xiàn)機械連接。但是機械連接勢必要在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上打孔，

2、開孔的產(chǎn)生會破壞復(fù)合材料本身的微觀結(jié)構(gòu)，而且在孔洞的邊緣易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致構(gòu)件的低載荷破壞。本文通過實驗分析，結(jié)合有限元模擬的方法對含螺栓孔的C/C復(fù)合材料平板面外拉脫力學(xué)性能進行了分析研究。
　　本文首先介紹了復(fù)合材料力學(xué)的相關(guān)理論知識，包括一些基本公式、強度準則、有限元理論，為后面的分析研究做一個理論鋪墊。接著進行了含沉頭螺栓孔及含直螺栓孔的C/C復(fù)合材料平板面外拉脫實驗分析，獲得了典型實驗件的拉脫強度。在實驗分析結(jié)果的

3、基礎(chǔ)上進行了含兩種螺栓孔的C/C復(fù)合材料平板面外拉脫數(shù)值模擬分析，并將數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果加以對比，二者吻合較好，說明了數(shù)值模擬方法的合理性。
　　此外，進一步利用有限元軟件模擬分析了C/C復(fù)合材料平板孔邊及其附近應(yīng)力的分布情況；給出了構(gòu)件的幾何參數(shù)對含螺栓孔的C/C復(fù)合材料平板面外拉脫極限載荷的影響規(guī)律：其中對于含沉頭孔的C/C復(fù)合材料平板，分析了平板受卡具約束距離、沉頭角大小對其面外拉脫破壞強度的影響；而對于含直孔的C/C復(fù)