CFRP螺栓连接结构的渐进损伤研究和强度分析
发布时间：2020-12-28 02:42
为获得CFRP螺栓连接结构的动态损伤过程,采用基于渐进失效的研究方法,确立了拉伸载荷下CFRP螺栓连接结构的失效准则和材料性能退化模型,并在Abaqus Explicit显式分析模块中建立了螺栓连接结构的有限元模型,运用VUMAT子程序进行分析。文章分析了CFRP单螺栓连接结构受拉伸载荷时,5种损伤的扩展过程,并分析了"螺栓-孔"配合间隙对于CFRP单螺栓连接结构强度的影响,还在此基础上提出了CFRP多螺栓连接结构的强度优化方案。结果表明:基于渐进失效方法的有限元准静态分析能有效地模拟CFRP螺栓连接结构的损伤扩展过程;CFRP单螺栓连接结构中,连接强度会随着配合间隙的增大而降低;设置合适的配合间隙使CFRP多螺栓连接结构的整体强度提升了32.1%。
【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020年03期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
算例有限元模型
孔周边基体拉伸失效损伤扩展过程云图
表6 各方案下的极限失效位移和极限失效载荷Table 6 Ultimate failure displacement and ultimatefailure load under various schemes 组 别 λ/% 极限失效位移/mm 极限失效载荷/N 方案一 0 0.28 12069.60 方案二 2 0.35 11895.20 方案三 4 0.41 10966.10 方案四 6 0.46 10537.10由图13可知,在4种方案中,载荷-角位移曲线趋势基本相同。仿真起始阶段,曲线呈上升趋势,载荷逐渐增大,说明材料处于弹性变形阶段。之后,曲线斜率减小,曲线渐趋平缓,说明CFRP层合板开始发生初始失效,材料刚度开始退化。载荷接着上升达到峰值,之后开始下降。参照第1节中的最终失效评价依据,载荷达到峰值之后,第i次施加的载荷Pi和上一次施加的载荷Pi-1满足 ΔΡ=| Ρ i |-| Ρ i-1 |<0 且 ΔΡ≥k| ΔΡ i-1 | ,因此可以判断CFRP螺栓连接结构发生最终失效。
本文编号：2942982
【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020年03期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
算例有限元模型
孔周边基体拉伸失效损伤扩展过程云图
表6 各方案下的极限失效位移和极限失效载荷Table 6 Ultimate failure displacement and ultimatefailure load under various schemes 组 别 λ/% 极限失效位移/mm 极限失效载荷/N 方案一 0 0.28 12069.60 方案二 2 0.35 11895.20 方案三 4 0.41 10966.10 方案四 6 0.46 10537.10由图13可知,在4种方案中,载荷-角位移曲线趋势基本相同。仿真起始阶段,曲线呈上升趋势,载荷逐渐增大,说明材料处于弹性变形阶段。之后,曲线斜率减小,曲线渐趋平缓,说明CFRP层合板开始发生初始失效,材料刚度开始退化。载荷接着上升达到峰值,之后开始下降。参照第1节中的最终失效评价依据,载荷达到峰值之后,第i次施加的载荷Pi和上一次施加的载荷Pi-1满足 ΔΡ=| Ρ i |-| Ρ i-1 |<0 且 ΔΡ≥k| ΔΡ i-1 | ,因此可以判断CFRP螺栓连接结构发生最终失效。
本文编号：2942982
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