盛仪
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熊克
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卞侃
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熊璇
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陈宏
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郝银凤
复合材料学报
建立了碳纤维复合材料T型接头数值模型,模拟了其在拉伸载荷下的损伤产生、扩展及失效过程,并对碳纤维复合材料T型接头试件进行了静态拉伸试验.结果表明,接头的初始损伤载荷为9.8～12.0 kN,损伤发生后接头的载荷值发生突降(降低约27％～38％),此时接头仍具有一定承载能力;试件完全脱胶载荷较初始损伤载荷略有降低(载荷范围为8.0～8.6 kN).数值计算和试验结果吻合,结果均显示填料区是碳纤维复合材料T型接头最薄弱的部位,易发生破坏;填料区破坏后裂纹迅速向填料区周围的胶层扩展,导致胶层的剥离,这是导致碳纤维复合材料T型接头失效的最主要原因.
关键词:
碳纤维复合材料
,
T型接头
,
断裂行为
,
数值模型
,
静态拉伸
谢宗蕻
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李想
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郭家平
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熊璇
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党晓娟
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151013.003
针对多钉连接中因复合材料脆性等因素导致结构中的钉载分配不均匀,以及接头在承载较大的钉位置易发生过早破坏的问题,提出了调整钉孔配合间隙改善钉载分配的不均匀性的优化方法.首先,基于弹簧质量模型,以钉孔间隙为设计变量,建立了多钉连接钉载分配的二次规划优化模型.然后,采用内点法对优化模型进行了求解,得到了优化模型的全局最优解.最后,以复合材料5钉双剪接头为例,对钉孔间隙进行了优化,将计算结果与有限元预测结果进行对比.结果表明:模型优化结果与有限元结果吻合较好,优化后最大钉载比例由41.1％降低到了20％.采用该模型可以高效、准确地实现复合材料多钉连接钉载分配比例的均匀化设计.
关键词:
复合材料机械连接
,
弹簧质量模型
,
间隙配合
,
钉载分配
,
优化
