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复合材料与传统材料相比有很多优点,其中比刚度与比强度高是它的突出特点,使其在航空航天领域中大有前景。复合材料T型接头是飞行器上常用的结构形式,它用到的复合材料层合结构有良好的面内性能,但是层间性能较差,在受到冲击时易发生分层导致结构破坏,所以,需要对其使用层间性能增强技术。在目前使用的增强技术中,Z-pin增强技术操作方便,增强后的结构性能保持完好,适合广泛推广。因此,本文针对Z-pin增强复合材料T型接头的性能进行了研究。本文首先介绍了Z-pin技术用于复合材料增强的优势,以及Z-pin的植入技术、Z-pin生产工艺、Z-pin的质量检测与Z-pin植入层合结构后对层合结构性能的影响,论述了界面元法的基本原理,推导了界面元法的计算公式,了解了界面元法在分析复合材料层合结构层间性能时的适用性,然后介绍了在MSC.Marc软件中使用界面元法模拟层合结构分层和分层扩展的方法与原理,最后对Z-pin增强复合材料T型接头进行了试验与数值分析。试验时,首先通过三组夹持跨度不同的试验,分析了夹持跨距对拉拔性能的影响;然后进行了相同跨距的Z-pin增强、铆钉增强和胶接复合材料T型接头的拉拔试验,对比了铆钉与Z-pin用于增强复合材料T型接头时增强效果的差异。在数值模拟时,使用MSC.Marc软件中的双线性型的界面元模拟Z-pin的增强作用,用指数型的界面元模拟胶接,用线性弹簧模拟铆钉的增强作用,进行了Z-pin增强T型接头与铆钉增强T型接头性能的对比,并且分析了产生不同增强效果的原因。研究结果表明:(1)Z-pin对复合材料T型接头的增强效果显著,较大增加了T型接头的抗拉能力:Z-pin增强复合材料T型接头的最大拉拔力和最大拉拔位移分别是胶接复合材料T型接头的2.08倍和6.6倍。(2)随着Z-pin增强复合材料T型接头的夹持跨距增加,最大拉拔位移增加,最大拉拔力减小,这主要是因为随着跨距增加,T型接头的抗弯刚度和抗弯强度减小。(3)Z-pin增强复合材料T型接头比铆钉增强复合材料T型接头的增强效果更好,体现在:Z-pin增强T型接头的应力集中系数更小,Z-pin增强T型接头的最大拉拔力比铆钉增强T型接头大了90.1%,Z-pin增强T型接头的最大拉拔位移比铆钉增强T型接头大了390.9%,Z-pin增强T型接头延缓掉载的能力远比铆钉增强T型接头更好。