連接方式對CFRP層合板接頭拉伸失效行為的影響.pdf

1、在飛機結(jié)構(gòu)設計中復合材料的連接設計與分析是非常重要的一部分。復合材料的構(gòu)件無論在重量以及成本上，都在飛機制造中占有較大的分量；同時復合材料的連接區(qū)常常是容易發(fā)生問題的部位，這些位置只要發(fā)生故障或者破損，很有可能會造成嚴重的后果，因此復合材料的連接方式非常重要。機械連接、膠接連接是比較常用的連接方法，混合連接形式也比較普遍。針對于金屬材料來講，復合材料的連接的失效模式十分特殊，其損傷擴展特點以及其斷裂性能等都有很大的不同之處，這給研究設計

2、工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因此，復合材料連接的失效分析十分必要，以降低不利因素的影響，將連接的效率和可靠性加以提高。
　　本文利用ABAQUS軟件建立了CFRP層合板的有限元模型，采用局部失效判定的方法對機械連接、膠接連接以及混合連接方式的連接件的拉伸試驗過程進行了有限元模擬，得到了連接試件的載荷-位移曲線，并對連接試件拉伸試驗中的承載與破壞情況進行了預測。然后對三種不同連接方式的CFRP層合板試驗件進行了軸向拉伸試驗，將試驗結(jié)果與有

3、限元模擬結(jié)果進行比較。
　　研究表明：三種連接方式的試件在拉伸載荷的作用下，載荷與位移基本呈現(xiàn)線性關系；連接試驗件在軸向拉伸載荷的作用下，機械連接試驗件的破壞載荷最大，可達到200kN左右；膠接試驗件的破壞載荷相對機械連接較小，約在130kN；混合連接試驗件的破壞載荷約為180kN。在拉伸載荷的作用下，機械連接件連接區(qū)最外側(cè)兩排的應變最大，可達到-8000με；膠接連接件連接區(qū)的最大應變出現(xiàn)在膠層端部附近，達到了5000με；混合