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《復(fù)合材料層板沉頭連接釘載分配影響因素研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第34卷第3期2016年6月中國民航大學(xué)學(xué)報JOUI斟ALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．34No．3June2016復(fù)合材料層板沉頭連接釘載分配影響因素研究孫永波，董艇艦，劉昕，潘亞東(中國民航大學(xué)工程技術(shù)訓(xùn)練中心，天津300300)摘要：通過ABAQUS軟件建立了多釘沉頭螺栓連接三維有限元模型，對復(fù)合材料層合板與金屬板多釘連接結(jié)構(gòu)進行拉伸性能分析，計算了沉頭連接的釘栽分配情況，并就釘孔間隙、螺栓扭矩、沉頭比等因素對釘栽分配的影響進行分析。結(jié)果表明：與凸頭連接相比，
2、多釘沉頭連接對釘栽分配有一定的改善作用；釘孔間隙和螺栓剛度對釘載分配影響顯著，螺栓扭矩和金屬板剛度對釘栽分配有一定的影響，但并不明顯；摩擦和沉頭比對釘栽分配的影響可以忽略不計。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料層合板；連接結(jié)構(gòu)；沉頭螺栓；載荷分配；拉伸中圖分類號：V214．8文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1674—5590(2016)03—0057—05Studyonpinloaddistributionofmulti--countersunkboltcompositelaminatejointsSUNYongbo，DONGTin
3、t萬ian，LIUXin，PANYadong(EngtneeringTechniquesTrainingCenter,CAUC,Tianjin300300,China)Abstract：A3DfiniteelementmodelOfmulti—countersunkboltjointisestablishedwitllABAQUS．Thetensileperformanceofmulti-boltjointofcompositelaminatewithmetalplateisanalyzed，thepinl
4、oaddistributionsarecalculated，andtheeffectoffactorssuchaspinclearance，bolttorsionmoment，heightratioontheloaddistributionsareanalyzed．Resultsshowthatcountersunkboltscanimproveloaddistributionsslightlycomparedwithprotruding—headboltforcompositelaminatejoints
5、．Thepinclearanceandboltstiffnesshavegreateffectonloaddistributions，whilethebolttorsionmomentandmetalplatestiffnesshaveslightlyeffect，andtheeffectoffrictionandheightratiocanbeignored．Keywords：compositelaminate；joint；countersunkbolt；loaddistribution；tension復(fù)
6、合材料結(jié)構(gòu)沉頭螺栓連接不僅可以保持飛行器結(jié)構(gòu)表面的氣動外形，而且由于釘頭斜面的壓緊作用可改善多釘載荷分配的不均勻性、減少邊緣螺釘(或螺栓)載荷過大的現(xiàn)象，提高了結(jié)構(gòu)的連接效率【l】。本文是在復(fù)合材料層合板單釘沉頭螺栓連接結(jié)構(gòu)拉伸性能研究基礎(chǔ)上建立沉頭多釘連接結(jié)構(gòu)模型[21，研究沉頭連接對凸頭連接結(jié)構(gòu)釘載分配不均性的改善，并就釘孔間隙、螺栓扭矩、沉頭比等因素對釘載分配的影響進行分析，旨在為復(fù)合材料沉頭多釘連接結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一定的技術(shù)基礎(chǔ)。到目前為止，國內(nèi)外對于復(fù)合材料層板螺栓連接性能的研究主要是單釘沉頭連接【，
7、川和凸頭連接的力學(xué)性能[8-131，而沉頭多釘連接釘載分配的研究報道還沒有已發(fā)表文章，只有少量研究疲勞性能的工作。BBenchekchou等【14】發(fā)現(xiàn)在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沉頭螺栓應(yīng)力對初始彎曲疲勞損傷的影響中，沉頭螺栓連接比圓頭螺栓連接更易發(fā)生彎曲疲勞損傷，沉頭螺栓承受的剪應(yīng)力和正應(yīng)力相對更高，導(dǎo)致初始分層和剪切裂紋的出現(xiàn)。RomanStarikov等【151在復(fù)合材料沉頭螺栓連接金屬與復(fù)合材料接頭抗疲勞陛的研究中發(fā)現(xiàn)，鈦合金緊固件相比復(fù)合材料緊固件有更好的抗疲勞特性，復(fù)合材料螺栓抗剪切疲勞載荷性能較差。螺栓剛
8、度對釘載分配不均性影響明顯，螺栓剛度越大，承擔(dān)的載荷越大，越容易發(fā)生疲勞破壞。隨后，RomanStarikov等【161在復(fù)合材料沉頭螺栓連接金屬與復(fù)合材料接頭準(zhǔn)靜態(tài)強度研究中發(fā)現(xiàn)，鈦合金緊固件相比復(fù)合材料緊固件有更高的準(zhǔn)靜態(tài)強度。在剪力作用下，復(fù)合材料接頭的機械強度較低。拉伸實驗測試顯示鈦合金緊固件有更高的抗壓縮強度，減輕了孔邊的應(yīng)力集中。收稿日期：2015—06—01；修回日期：2015—09一01基金項目：
