【摘 要】
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在复合材料结构中,通常使用三种类型的接头,即机械连接接头,粘接接头和混合连接接头。机械连接,主要指螺栓连接,需要大量螺栓或厚层压板来限制螺栓孔周围的应力集中,会显著影响结构重量。胶接接头因为在耐久性、对温度和湿度等环境因素的敏感性、缺乏合适的无损检测/检验(NDT/NDI)技术等方面的不确定性,很难在主要承载机构中单独应用。组合使用粘接连接/机械连接即混合连接(主要指粘接/螺栓混合连接)是一个值得
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在复合材料结构中,通常使用三种类型的接头,即机械连接接头,粘接接头和混合连接接头。机械连接,主要指螺栓连接,需要大量螺栓或厚层压板来限制螺栓孔周围的应力集中,会显著影响结构重量。胶接接头因为在耐久性、对温度和湿度等环境因素的敏感性、缺乏合适的无损检测/检验(NDT/NDI)技术等方面的不确定性,很难在主要承载机构中单独应用。组合使用粘接连接/机械连接即混合连接(主要指粘接/螺栓混合连接)是一个值得考虑的替代方案。本文采用数值仿真手段基于渐进损伤分析方法研究了混合连接接头在拉伸载荷下的损伤失效行为。本文主要工作如下:(1)使用应变形式的三维Hashin失效判据,结合基于断裂韧性的线性刚度退化模型和材料删除满足条件,编写ABAQUS显式子程序VUMAT,以供ABAQUS/Explicit显式动态分析时调用。(2)使用显式准静态分析方法研究了碳纤维复合材料层合开孔板在拉伸载荷下的渐进损伤失效,仿真结果与试验结果吻合较好。(3)研究了单螺栓单剪切(搭接)型接头、单螺栓双剪切(搭接)接头和双螺栓双搭接(搭接)型接头三种连接方式对层合板连接接头强度的影响,对比分析了胶接连接结构、机械连接结构、混合连接结构对连接方式的不同表现。(4)研究了胶层强度对层合板连接强度的影响,对比分析了胶接接头和混合连接接头对胶层强度改变的反应。
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