連接孔垂直度誤差對復合材料連接性能的影響.pdf

1、碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料因其高比強度、高比剛度、耐腐蝕性、可設計性強等特點，在汽車制造業(yè)、建筑業(yè)、國防軍工、航空航天等領域中逐漸得到更多的使用。但本身具有強烈的各向異性、組織分散性等特點，在制孔過程中易產(chǎn)生兩類缺陷:一類是與加工金屬材料相同的形位誤差，即垂直度誤差、圓度誤差、表面粗糙度等;另一類是碳纖維復合材料特有的加工缺陷，如毛刺、撕裂、分層、孔壁微裂紋等。這些誤差和缺陷對于復合材料結構的強度、剛度、損傷容限以及疲勞壽命都可能造成

2、重要影響。國內(nèi)外學者對于連接孔缺陷對復合材料機械連接的性能影響方面已經(jīng)開展了諸多研究，然而針對連接孔垂直度誤差對復合材料機械連接的性能影響方面缺少相關的理論解析、數(shù)值模擬及試驗研究。
　　針對上述問題，結合國家973計劃課題相關研究內(nèi)容，開展了連接孔垂直度誤差對碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料螺栓連接力學性能的影響的理論研究，以期為大型航空碳纖維復合材料構件連接孔加工垂直度誤差對性能影響評價提供理論參考。本文主要研究工作和取得的成果如

3、下:
　　(1)基于三維Hashin類失效準則和漸進損傷理論提出了一種描述材料損傷的剛度折減方案。利用UMAT用戶子程序?qū)μ祭w維復合材料板開孔拉伸進行數(shù)值分析，將數(shù)值計算結果與碳纖維復合材料板開孔拉伸試驗結果進行對比分析，結果表明數(shù)值分析對極限載荷的預測和失效過程的預測結果與對應的試驗結果吻合，驗證了數(shù)值分析方法的可靠性。
　　(2)通過單搭接單剪試驗和有限元分析方法，獲得了慮及孔垂直度誤差碳纖維復合材料單釘螺接結構在拉伸載