碳纖維增強樹脂基復合材料機械連接孔擠壓強化技術研究.pdf

1、碳纖維增強樹脂基（CFRP）復合材料由于具有比強度高、比剛度高等優(yōu)異特性，被廣泛用于航空航天領域。在飛機結構中，機械連接是CFRP復合材料構件主要的連接形式，而連接件上的緊固件孔破壞了構件的完整性，是連接件上的應力集中和薄弱環(huán)節(jié)，導致CFRP復合材料機械連接件疲勞性能降低，直接影響飛機的長壽命設計。因此，在構件薄弱處應用有效的強化技術對于提高CFRP復合材料機械連接件的疲勞壽命是一項重要的措施。
　　本研究主要內容包括：⑴制定了C

2、FRP復合材料孔擠壓工藝流程，設計了適用于CFRP復合材料層合板的孔擠壓裝置平臺并研制鈦合金無縫襯套；制備了CFRP復合材料孔擠壓試驗件，開展了CFRP復合材料層合板無縫襯套孔擠壓工藝試驗；分析了擠壓力的變化規(guī)律、擠后襯套尺寸以及擠后孔壁損傷情況，對CFRP復合材料層合板孔擠壓質量進行了評價。⑵建立了含端孔的CFRP復合材料層合板孔擠壓有限元仿真模型及CFRP復合材料機械連接件靜拉伸受載仿真模型。模型應用了VUMAT用戶子程序，實現(xiàn)了基

3、于Hashin失效準則及部分材料性能退化模式的漸進損傷演化。從孔邊應力分布規(guī)律、單元損傷及失效方面對仿真結果進行了研究分析，探究了孔擠壓對CFRP復合材料機械連接件承載性能的影響規(guī)律。⑶開展了不同擠壓量下的CFRP復合材料機械連接件靜拉伸和疲勞試驗，得到了不同擠壓量下的CFRP復合材料機械連接件連接強度和疲勞壽命。探究了孔擠壓對CFRP復合材料機械連接件承載性能、破壞模式及疲勞變形的影響規(guī)律，驗證了孔擠壓工藝對CFRP復合材料機械連接件