一種複合材料溼裝配連接處材料性能的處理方法

2023-06-12 13:15:01

專利名稱：一種複合材料溼裝配連接處材料性能的處理方法
技術領域：
本發明屬於複合材料技術，涉及對複合材料結構機械連接溼裝配工藝的一種複合材料溼裝配連接處材料性能的處理方法。
背景技術：
複合材料的各向異性和脆性特點，使得其破壞形式與金屬材料差別較大，在連接處由於其材料脆性，不會像金屬材料那樣發生屈服使得應力分散，其釘孔承載不均勻，其破壞往往形式多樣。目前，複合材料結構機械連接中普遍採用溼裝配工藝，其裝配工藝的好壞對於連接處的應力分布也有很大的影響。如膠層硬度、擰緊力矩對複合材料結構機械連接的影響是應當注意的影響因素，但目前很少有對於這兩個影響因素的具體分析方法和結果分類處理方法。

發明內容
本發明的目的是提出針對溼裝配膠層硬度和螺栓擰緊力矩影響的一種複合材料溼裝配連接處材料性能的處理方法。本發明的技術方案是( I)帶孔層板模型幾何尺寸以層板模型上孔的直徑d為基準,在連接件載荷方向上的模型長度L的一半大於4d，即L/2彡4d，在垂直載荷方向上的層板模型寬度w的一半大於2. 5d,即W/2彡2. 5d，層板模型在載荷方向上的一端進行約束；(2)元素類型和尺寸元素選用六面體元，在過渡區域或者圓角區採用五面體元，在六面體元中，長寬比或長高比或寬高比為I : I 10 : I ;(3)三維複合材料鋪層屬性的處理採用MSC/NASTRAN軟體中三維各向異性的材料屬性卡模擬複合材料各鋪層的屬性，區別複合材料單向帶中45度鋪層和-45度鋪層，將O度鋪層的三維各向異性的單向帶鋪層的元素值轉換為複合材料單向帶中45度鋪層、-45度鋪層和90度鋪層材料剛度矩陣
權利要求
1.一種複合材料溼裝配連接處材料性能的處理方法，其特徵是， (1)帶孔層板模型幾何尺寸 以層板模型上孔的直徑d為基準，在連接件載荷方向上的模型長度L的一半大於4d，即L/2≥4d,在垂直載荷方向上的層板模型寬度w的一半大於2. 5d,即W/2≥2. 5d,層板模型在載荷方向上的一端進行約束； (2)元素類型和尺寸 元素選用六面體元，在過渡區域或者圓角區採用五面體元，在六面體元中，長寬比或長高比或寬高比為I : I 10 : I ; (3)三維複合材料鋪層屬性的處理 採用MSC/NASTRAN軟體中三維各向異性的材料屬性卡模擬複合材料各鋪層的屬性，區別複合材料單向帶中45度鋪層和-45度鋪層，將O度鋪層的三維各向異性的單向帶鋪層的元素值轉換為複合材料單向帶中45度鋪層、-45度鋪層和90度鋪層材料剛度矩陣
2.根據權利要求I所述的一種複合材料溼裝配連接處材料性能的處理方法，其特徵是，所述的元素選用8節點的六面體元，在過渡區域或者圓角區採用6節點的五面體元。
全文摘要
本發明屬於複合材料技術，涉及對複合材料結構機械連接溼裝配工藝的一種複合材料溼裝配連接處材料性能的處理方法。本發明對膠層硬度和擰緊力矩在複合材料結構機械連接溼裝配工藝中的影響進行了分析，分別對材料層板模型、膠層模型和螺栓模型進行分析，繪製出複合材料板孔邊環向及徑向應力曲線，給出了一種複合材料孔邊應力的分析方法和工程化的應力處理方法，解決了溼裝配工藝中膠層硬度、螺栓擰緊力矩對複合材料孔邊應力集中影響的分析手段不足的問題，提供了複合材料孔邊應力提取和處理的方法，可以幫助工程技術人員對孔邊應力集中進行直觀的判斷，有較高的工程應用價值。
文檔編號G06F17/50GK102682170SQ20121014637
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者劉宗暉, 李龍彬, 譚申剛, 鄭潔 申請人:中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所