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题名基于子模型的复合材料主承力混杂连接结构失效分析
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作者
李星
黎增山
邓凡臣
聂磊
张田
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机构
中国商飞北京民用飞机技术研究中心民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室
北京航空航天大学航空科学与工程学院
中国飞机强度研究所复合材料结构强度研究室
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出处
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第10期3286-3298,共13页
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基金
国家重点研发计划(2022YFB4301002)。
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文摘
以民机复合材料机翼翼根下壁板长桁对接结构为研究对象,通过建立单钉连接三维子模型并考虑材料损伤,分析连接失效机理及非线性载荷-变形关系;通过考虑非线性连接刚度的整体有限元模型,计算试验件非线性钉载分配,并预测破坏载荷。解决了直接建立全尺寸三维模型、考虑损伤等引起的计算效率低、收敛性差等问题。试验结果表明:预测破坏载荷为试验破坏载荷的93.6%,预测破坏模式为单侧多排紧固件同时剪切断裂,与试验破坏模式一致,验证了所提方法的有效性。相比之下,采用线性连接刚度模型预测的破坏载荷为试验破坏载荷的81.9%,预测失效模式为第1排紧固件断裂,预测破坏载荷、预测破坏模式均与试验结果存在较大差异。
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关键词
复合材料
混杂连接
钉载分配
子模型
失效分析
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Keywords
composite material
hybrid joint
bolt load distribution
sub-model
failure analysis
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分类号
V257
[一般工业技术—材料科学与工程]
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名关键紧固件缺失对复合材料翼根长桁连接结构影响
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作者
李星
聂磊
郭瑾
雷安民
高晶晶
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机构
中国商飞北京民用飞机技术研究中心、民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室
中国飞机强度研究所复合材料结构强度研究室
中国航天科技集团公司中国运载火箭技术研究院
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出处
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2024年第10期79-86,共8页
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基金
中国博士后科学基金资助项目(2022M713452)。
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文摘
随着复合材料逐步应用于民机主承力结构,机翼-机身等重要连接结构的失效模式、传载规律研究愈发重要,然而对含损伤主承力连接结构的研究仍不充分。紧固件缺失作为一种潜在的关键失效形式,开展相关研究对进一步理解复合材料翼根连接结构力学特性、保证民机结构安全具有重要意义。以民机复合材料机翼翼根长桁连接结构为研究对象,设计并制备完好试验件、关键紧固件缺失试验件,通过试验、仿真相结合的方法研究了关键紧固件缺失对试验件整体刚度、应变分布、钉载分配的影响。结果表明:关键紧固件(位于第1排)缺失后,翼根结构的连接刚度未发生显著变化;第1排紧固件位置的应变片数值变化在5%以内,第2~4排靠近缺失紧固件位置的应变片数值显著提高,最大分别提高22.1%、13.4%、9.1%;第1~3排靠近缺失紧固件位置的钉载显著提高,最大分别提高约15%、18%、12%,其他位置紧固件钉载提高均在5%~10%之间。关键紧固件缺失对水平三叉接头、对接带板的载荷分配基本未产生影响。
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关键词
复合材料
翼根连接
长桁对接
紧固件缺失
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Keywords
composite material
wing root joint
stringer joint
fastener missing
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名开口尺寸和铺层比例对复材层合板压缩性能的影响
被引量：2
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作者
杨钧超
邓凡臣
柴亚南
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机构
中国飞机强度研究所复合材料结构强度研究室
全尺寸飞机结构静力/疲劳航空科技重点实验室
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出处
《航空材料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期88-96,共9页
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基金
民机科研项目(MJ-2015-F-038)。
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文摘
为研究开口尺寸和铺层比例对复材层合板压缩性能的影响,对三种开口尺寸和铺层的复合材料层合板进行压缩实验,并采用电阻应变计测量开口区应变。结果表明:开口尺寸越大,0°层比例越低,孔边应变水平越高,而应变分布梯度更小,从而大开口复合材料层合板的压缩强度值越低。随后,基于Puck失效准则,建立大开口复合材料层合板的渐进损伤分析模型,对层合板压缩失效过程进行模拟。数值模拟得到的孔边应变分布以及压缩强度与实验结果吻合良好,建立的数值分析模型能够比较有效地预测含大开口的复合材料层合板的压缩性能。
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关键词
复合材料层合板
大开口
铺层比例
开口尺寸
压缩强度
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Keywords
composite laminate
large openings
layering ratio
opening size
compressive strength
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分类号
V258
[一般工业技术—材料科学与工程]
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