新增制造的三明治复合插件的拉通行为
Patrick Severson1, Anna Lutz1, Rani Elhajjar1
1College of Engineering and Applied Science, University of Wisconsin-Milwaukee, 3200 N Cramer St., Milwaukee, WI 53211, USA.
Materials (Basel, Switzerland)
|April 27, 2024
概括
这项研究表明,增材制造的插件显著提高了轻型三明治复合材料中螺栓接头的性能. 与标准插件相比,这些集成解决方案提供了增强的刚性和能量吸收.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 机械紧固件对于各种行业的结构部件的连接至关重要.
- 带有碳纤维面板和蜂芯的三明治复合材料提供轻量化解决方案.
- 将插件集成到这些复合材料中是强大的机械紧固件的关键.
研究的目的:
- 为了研究三明治复合材料的结构反应,在拉通负荷下添加剂制造的插件.
- 分析插件几何学对螺栓接头性能的影响.
- 将增材制造插件的机械行为与标准插件进行比较.
主要方法:
- 在各种插入几何形状的三明治复合材料中对螺栓连接的实验分析.
- 有限元建模以模拟应力场和面板偏移.
- 对故障模式,刚性,最大力和能量吸收进行比较分析.
主要成果:
- 面板解锁被确定为主要的故障模式.
- 添加剂制造的插件显示,其刚度增加了7.1%.
- 在增材制造插件的最大力 (53.0%) 和能量吸收 (62.3%) 中观察到显著的改善.
结论:
- 增材制造插件为机械固定三明治复合材料提供了优质的综合解决方案.
- 该研究验证了将增材制造与复合结构相结合的潜力,以提高关节性能.
- 优化的插件几何结构对于提高轻质结构中螺栓接头的承载能力和耐用性至关重要.
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