复合材料多钉连接钉载分配均匀化的泰勒展开方法

作     者：李想 谢宗蕻 LI Xiang;XIE Zonghong

作者机构：中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621000 西北工业大学航天学院西安710072 

基　　金：中物院超精密加工技术重点实验室资助(ZM18004) 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2019年第51卷第11期

页      码：108-115页

摘      要：大多数复合材料机械连接都是多钉连接,但由于复合材料的脆性等因素,钉载分配往往极不均匀,极易引起接头的过早破坏.为改善钉载分配的不均匀性,工程中通常采用在承载较大的钉孔处设计间隙配合的方法,然而间隙量的大小一般难以确定.本文基于一阶泰勒展开方法提出一种确定该间隙的近似算法.首先将钉载关于钉孔间隙进行一阶泰勒展开,进而建立钉载和钉孔间隙之间的线性方程组.然后在指定外载荷条件下,以钉载均匀分配时的螺栓载荷为已知量,以钉孔间隙为未知量,计算各钉近似均匀分配时的钉孔间隙.以5钉连接接头为例,对模型有效性进行验证.结果表明,优化后,首钉钉载比例由45.1%降低到23.0%,首钉位置净截面的拉伸应力和压缩应力也有明显降低,较优化前分别下降26%和39%.最后基于验证的优化模型研究了宽度、排距、螺栓数目以及外载荷等参数的影响.模型分析效率高,对于n钉连接的多钉连接问题,只需n+1个有限元模型即可计算得到钉载近似均匀分配时的钉孔间隙.模型对复合材料多钉连接的均匀化设计具有重要的指导意义.

主 题 词：复合材料 多钉连接 钉载分配 均匀化 间隙配合 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.11918/j.issn.0367-6234.201811201

馆 藏 号：203784125...