热力耦合作用下复合材料沉头螺栓搭接结构渐进损伤研究

余芬; 刘国峰; 何振鹏; 金伟; 黎柏春; 孙爱俊; 钱俊泽; 张桂昌

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热力耦合作用下复合材料沉头螺栓搭接结构渐进损伤研究

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本文对采用沉头螺栓连接的复合材料层合板的损伤扩展过程和强度进行了数值研究。建立一个新的三维渐进损伤模型,来预测在扭矩和温度的共同作用下复合材料沉头螺栓搭接结构的极限承载能力和渐进损伤扩展。该模型将考虑热应变的复合材料本构方程、失效准则和材料退化准则、温度诱导的刚度和强度修正参数整合到VUMAT子程序中,采用热力耦合方法进行准静态模拟。研究结果表明:渐进损伤模型能够准确地预测温度和螺栓扭矩对该搭接结构极限承载能力的影响,能够清晰地反映失效机理和损伤扩展过程。随着温度的升高,当扭矩超过15 N·m时,搭接结构的极限承载强度不断减小。层合板纤维损伤主要受0°方向载荷影响,层合板基体损伤主要受90°方向载荷影响,失效单元沿施载方向扩展至自由边界失效。

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来源
《复合材料科学与工程》|2022年第3期|5-14|共10页
作者
余芬; 刘国峰; 何振鹏; 金伟; 黎柏春; 孙爱俊; 钱俊泽; 张桂昌;
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作者单位

中国民航大学航空工程学院;

工业和信息化部装备工业发展中心;

中国民航大学工程技术训练中心;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类非金属复合材料;
关键词
复合材料; 沉头螺栓连接; VUMAT; 温度; 螺栓扭矩; 渐进损伤模型;

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