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题名3钉带衬套复合材料/金属接头拉伸疲劳性能试验研究
被引量：4
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作者
安子乾
舒茂盛
程羽佳
郭鑫
刘小冬
程小全
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机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
中国航空工业成都飞机设计研究所强度部
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出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第20期20081-20086,共6页
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文摘
带衬套沉头螺栓连接已经在复合材料连接结构中得到了一定的应用,需要对其疲劳性能进行研究。本研究对一种单搭接3钉带衬套碳纤维复合材料/钛合金沉头螺栓连接接头进行了静态拉伸试验,测量了接头的载荷-位移曲线、拉伸极限强度与条件挤压强度。在此基础上,确定67%接头极限载荷为拉伸疲劳最大载荷,按应力比为0.1的循环载荷对接头进行疲劳试验,并与对应的无衬套接头进行了对比,研究了衬套对该接头疲劳性能的影响。结果表明,衬套的引入改善了应力分布情况,使结构疲劳寿命延长了98.4%。同时,静态拉伸试验中发生层合板的钉孔挤压以及净截面拉伸破坏,疲劳试验中发生钛合金板的拉伸疲劳破坏,部分无衬套接头还发生了螺栓疲劳破坏。经分析发现,两类材料的疲劳性能表现差异较大,复合材料/金属机械连接接头的疲劳破坏模式会因载荷水平的不同而发生变化,在低于一定载荷水平下容易出现金属结构的破坏。
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关键词
复合材料
螺栓连接
单搭接
含衬套沉头螺栓
拉伸疲劳
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Keywords
composite material
bolted joint
single lap
countersunk bolt with sleeve
tensile fatigue
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分类号
V214
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名3钉带衬套复合材料/金属接头拉伸疲劳性能
被引量：5
- 2
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作者
安子乾
舒茂盛
程羽佳
郭鑫
程小全
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机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
中国航空工业成都飞机设计研究所强度部
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出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期164-174,共11页
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文摘
带衬套沉头螺栓连接已经在复合材料连接结构中得到了一定应用,需要对其疲劳性能进行研究。本工作在单搭接3钉带衬套碳纤维复合材料/钛合金沉头螺栓连接接头实验研究基础上,建立复合材料及金属结构的疲劳分析模型,对结构的疲劳性能进行有限元分析,并与无衬套接头模型进行对比,研究衬套对接头疲劳性能的影响。结果表明,使用衬套比仅采用螺杆过盈装配能够更加有效地提升接头的疲劳寿命,其中层合板寿命提高了约3.6倍,钛合金板寿命提高了约2.7倍,螺栓寿命提升了约14倍,并且仅出现钛合金板破坏,紧固件不破坏。结合实验结果分析发现,由于复合材料和金属材料自身疲劳性能的差异,其机械连接结构的疲劳破坏模式会因载荷水平的不同而发生变化;当载荷水平较低时,金属结构更容易发生破坏。
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关键词
复合材料/金属接头
螺栓连接
含衬套沉头螺栓
拉伸疲劳
渐进损伤模型
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Keywords
composite/metal joint
bolted joint
countersunk bolt with sleeve
tensile fatigue perfor-mance
progressive damage model
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分类号
V214.8
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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