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分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响

董大龙 周翔 汪海 姜晓伟

董大龙, 周翔, 汪海, 等. 分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响[J]. 复合材料学报, 2018, 35(1): 61-69. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170508.001
引用本文: 董大龙, 周翔, 汪海, 等. 分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响[J]. 复合材料学报, 2018, 35(1): 61-69. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170508.001
DONG Dalong, ZHOU Xiang, WANG Hai, et al. Bearing capacity of composite mechanical joint with hole delamination[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2018, 35(1): 61-69. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170508.001
Citation: DONG Dalong, ZHOU Xiang, WANG Hai, et al. Bearing capacity of composite mechanical joint with hole delamination[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2018, 35(1): 61-69. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170508.001

分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170508.001
基金项目: 国家自然科学基金(51408357)
详细信息
    通讯作者:

    周翔,博士,特别研究员,博士生导师,研究方向为折叠结构力学性能,E-mail:xiangzhou@sjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TB332

Bearing capacity of composite mechanical joint with hole delamination

  • 摘要: 针对含孔边分层复合材料沉头螺栓连接结构,通过挤压试验及有限元仿真,研究了孔边分层对复合材料连接结构力学性能的影响。通过连接孔的挤压试验,得到了不同类型试验件的承载能力与破坏模式。有限元仿真中,基于ABAQUS有限元分析软件建立了复合材料机械连接的三维有限元模型,进行复合材料渐进失效损伤模拟,并采用内聚力单元来模拟预制分层。有限元计算得到载荷-位移曲线和变形模式与试验吻合较好,从而验证了有限元模型的有效性。在此基础上,分析了含孔边分层的复合材料机械连接结构的破坏机制,并研究了分层位置、分层面积大小和分层形状对该结构承载能力的影响。研究表明:复合材料的破坏始于沉头孔中的直孔区域,且当预制分层位于直孔区域时,结构的承载能力最低;分层形状为圆形和正方形时,会严重影响结构的承载能力,分层形状为椭圆形时,对承载能力影响较低。无论分层形状如何变化,分层总是从受挤压的一侧开始,以半圆弧的形状向受挤压方向进行扩展。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-01-19
  • 修回日期:  2017-04-20
  • 刊出日期:  2018-01-15

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