角对TC4/状复合材料双螺栓围巾关节的强度的影响:数值研究
Chunhua Wan1, Xin Du2, Guofan Zhang1
1National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity, Aircraft Strength Research Institute of China, Xi'an 710065, China.
一个新的渐进性损伤模型准确地预测了碳纤维增强聚合物/螺栓接头的故障. 螺旋状布置增强了关节的强度,为复合材料设计提供了实用的见解.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 螺栓连接在航空航天和汽车应用中至关重要.
- 了解混合复合材料接头的故障机制对于结构完整性至关重要.
- 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 和 (Ti) 组合带来了独特的挑战.
研究的目的:
- 开发和验证CFRP/Ti双螺栓围巾接头的渐进损伤模型.
- 为了研究状布置对关节行为和故障模式的影响.
- 为复合螺栓接头提供准确的故障预测和分析.
主要方法:
- 使用ABAQUS UMAT将3D Hashin故障标准集成到有限元模型中.
- 准静态拉力测试用于实验验证.
- 分析状布置对关节性能的影响.
主要成果:
- 开发的模型准确地预测了故障模式,最终负载预测的错误率为11.8%.
- 螺旋状铺设,特别是表面45/-45配置,导致故障负载最高.
- 螺旋体置增加了复合关节内的拉力矩阵损伤.
结论:
- 这项研究为CFRP/Ti螺栓式围巾关节提供了经过验证的渐进性损伤模型.
- 螺旋式布置是一种有前途的策略,可以提高复合材料接头的承载能力.
- 这些发现为先进的复合结构提供了实用的故障预测工具和故障模式见解.
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