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复合材料螺栓单钉连接性能实验研究

发布时间:2018-10-23 16:43
【摘要】:随着复合材料原材料成本的降低、成型技术的日臻完善和性能的不断提高,使得复合材料在能源、航空航天、船舶、风力发电等高科技领域得到了广泛的应用和发展。同时,复合材料的结构也越来越复杂,使得复合材料结构的连接问题不可避免,对于复合材料连接结构设计,连接部位是一个相对薄弱的环节,结构的连接破坏是导致结构失效的主要原因,尤其是某些重要连接部位的破坏失效,有可能会危及整体结构的安全性和可靠性。本文针对复合材料层压板螺栓连接性能进行了探索和研究,主要内容如下: (1)利用VARI工艺制造玻璃纤维增强复合材料螺栓连接拉伸实验所用的试件。通过实际操作,,改进VARI制作工艺,提出改进方法,使其操作更加简便,提高复合材料的制造效率和产品的质量; (2)通过实验研究预紧力矩对螺栓连接性能的影响; (3)通过实验研究0°和90°单一纤维方向铺层复合材料单螺栓连接的破坏强度和破坏模式,并对比研究二者的不同; (4)通过实验研究0°和90°混合铺层复合材料单螺栓连接的破坏强度和破坏模式,并对比分析其与但一纤维铺层的不同,以及混合铺层对复合材料层压板的破坏强度和破坏模式的影响; (5)通过实验研究0°、±45°和90°混合铺层复合材料单螺栓连接的破坏强度和破坏模式,并分析加入±45°铺层后对复合材料层压板的破坏强度和破坏模式的影响; (6)通过大量的实验,得到在90°铺层比例为10%的情况下,应力集中减缓因子C随45°层比例变化的曲线,简化强度计算方法,便于工程应用。
[Abstract]:With the reduction of the cost of composite materials, the improvement of molding technology and the continuous improvement of properties, composite materials have been widely used and developed in the fields of energy, aerospace, ship, wind power and other high-tech fields. At the same time, the structure of composite material is becoming more and more complex, which makes the connection problem of composite structure inevitable. For the design of composite joint structure, the joint position is a relatively weak link. The connection failure of the structure is the main cause of structural failure, especially the failure of some important connection parts, which may endanger the safety and reliability of the whole structure. The main contents of this paper are as follows: (1) the tensile test specimens of glass fiber reinforced composite bolts are fabricated by VARI process. Through the practical operation, improve the manufacturing process of VARI, put forward an improved method to make its operation more simple, improve the manufacturing efficiency of composite materials and the quality of products. (2) through the experimental study of the effect of pre-tightening moment on bolt connection performance; (3) the failure strength and failure mode of single bolt connection of 0 掳and 90 掳single fiber orientation laminated composites are studied by experiment, and the difference between them is compared. (4) the failure strength and failure mode of single bolt connection of 0 掳and 90 掳hybrid laminated composite are studied by experiment, and the difference between the single bolt joint and the fiber layer is compared and analyzed. And the effect of mixed layer on the failure strength and failure mode of composite laminates. (5) the failure strength and failure mode of single bolt connection of 0 掳, 卤45 掳and 90 掳composite laminates were studied by experiments. The influence of 卤45 掳layer on the failure strength and failure mode of composite laminates was analyzed. (6) through a large number of experiments, it was obtained that the ratio of 90 掳laminates was 10%. The curve of stress concentration relief factor C changing with the ratio of 45 掳layer simplifies the strength calculation method and is convenient for engineering application.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH131;TG115.5

【参考文献】

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本文编号:2289862

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