復(fù)合材料桁架融合節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及其承載性能分析.pdf

1、超輕質(zhì)、高承載能力的纖維復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,其中復(fù)合材料桁架的節(jié)點(diǎn)在其承載與傳遞力學(xué)方面起著重要的作用。為此,本文主要以桁架結(jié)構(gòu)連接部位的接頭和桿件組成的節(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象,建立了一種融合節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法,并研究其承載性能。本文的主要內(nèi)容包括:
　　針對(duì)復(fù)合材料桁架融合節(jié)點(diǎn),研究其設(shè)計(jì)方法,分析了復(fù)合材料桁架不同載荷工況下,桁架桿件連接處的傳力特性,在滿足結(jié)構(gòu)使用要求的前提下,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)

2、形式設(shè)計(jì)、各部位尺寸設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)一種新型的融合節(jié)點(diǎn),通過強(qiáng)度校核確定尺寸設(shè)計(jì)的合理性。
　　設(shè)計(jì)了一種由手工纏繞和模壓組成的制備融合節(jié)點(diǎn)的工藝方案,制定了工藝流程,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模具,并制得了融合節(jié)點(diǎn)。該方案可以應(yīng)用到空間復(fù)合材料桿件的連接,能夠解決復(fù)合材料桿件由單獨(dú)的接頭膠接引起的裝配應(yīng)力過大的問題。
　　提出了復(fù)合材料融合節(jié)點(diǎn)彎曲性能試驗(yàn)方案,建立了試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng),研究融合節(jié)點(diǎn)的承載性能。通過測(cè)試融合節(jié)點(diǎn)的載荷-位

3、移曲線和關(guān)鍵位置的應(yīng)變-時(shí)間曲線,得到結(jié)構(gòu)的彎曲破壞載荷約為8.7KN,其破壞模式為約束桿件的劈裂,應(yīng)變最大處為約束桿件與接頭連接過渡位置。
　　建立了融合節(jié)點(diǎn)的數(shù)值模型,研究了復(fù)合材料融合節(jié)點(diǎn)在抗彎及多軸向載荷作用下的承載性能,施加與測(cè)試條件相符合的邊界約束和載荷,計(jì)算復(fù)合材料融合節(jié)點(diǎn)的破壞載荷,與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,并開展典型工況下的承載性能的研究,分析鋪層角度對(duì)融合節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　本文的成果可以為復(fù)合材料桿件的