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复合材料胶铆混合连接的弹塑性损伤分析

于学民  
【摘要】:复合材料由于拥有各种优异的性能,所以越来越广泛的被应用于各个领域。但是,在结构设计中,复合材料的结构连接是其最薄弱的环节,除非所有的部分是一体固化或整体加工,否则将不可避免的用到各种连接。因此,连接设计成为结构设计中的一个重要的组成部分。本文基于MSC.Patran/Nastran软件隐式非线性模块,建立复合材料层合板的铆接、胶接及胶铆混合连接三维有限元模型,计算得到不同连接方式下的应力场及位移场,通过对所得数据的对比,分析不同连接方式可能发生的破坏形式及其破坏最有可能出现的位置,并对复合材料层合板胶接、铆接和胶铆混合连接有限元模型进行强度分析。主要研究内容包括以下几点:1、建立复合材料层合板双钉铆接及胶铆混合连接搭接结构的三维有限元模型,分析不同连接方式的孔周应力分布情况和不同预紧力下x方向和z方向的应力差值曲线,确定孔周应力集中方向,预测复合材料层合板最容易发生损伤的区域;对比分析复合材料层合板双钉铆接和胶铆混合连接结构的应力分布情况,研究铆接和胶铆混合连接的应力分布特点。2、在双铆钉孔分析的基础上,建立复合材料层合板胶接、多钉铆接和胶铆混合连接搭接结构的三维有限元模型,对比分析不同连接方式下的应力场和位移场,研究不同连接方式可能的破坏形式和破坏最有可能出现的位置,并对应力集中区域进行损伤检测。3、对不同连接方式做初始损伤分析,对比分析不同连接方式的强度,并研究不同预紧力下胶铆混合连接的强度,为飞机连接结构的设计提供参考。


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