复合材料层板连接受弯钉载分配方法研究

本文通过类比金属板连接受弯钉载分配计算方法,采用适当的载荷叠加假设来补偿在载荷分配分析中载荷变化,引入了紧固件柔度变化对载荷分配的影响,运用Hush公式计算螺栓柔度,给出了复合材料层板复杂钉群连接钉载分配迭代计算步骤。     

铺层结构对EP/GF复合材料沉头螺栓连接失效的影响

以环氧树脂(EP)为基体,单层玻璃纤维(GF)布为增强体,利用真空辅助树脂传递模塑工艺制备了具有[0°]_(_(6s)),[45°/–45°]_(_(3s)),[0°/90°]_(_(3s)),[90°]_(_(6s))铺层结构的EP/GF复合材料层合板,通过拉伸失效实验研究了铺层结构对复合材料层合板沉头螺栓连接承载能力的影响,并进一步分析了4种铺层结构的沉头螺栓连接层合板在拉伸时的失效行为。结果表明,[45°/–45°]_(_(3s))与[0°/90°]_(_(3s))铺层结构的层合板均发生了承载失效,具有较高的螺栓连接承载能力,其中[0°/90°]_(3s)铺层结构的层合板最大拉伸载荷最高,为6.7 k N,[45°/–45°]_(3s)铺层结构的层合板具有最大的失效位移,为14.17 mm;[0°]_(6s)铺层结构的层合板发生了剪切开裂失效,其螺栓连接承载能力低于上述两种铺层结构;[90°]_(6s)铺层结构的层合板发生了净张力失效,其螺栓连接承载能力最低。     

复合材料单搭多钉连接钉载分配研究

为了研究多钉连接载荷分配,设计了复合材料4钉单搭连接拉伸试验件,测量了试验件拉伸过程中的应变分布,并计算出各钉的承载。结果表明,单搭接连接件由于次弯曲影响很难准确测量出载荷分布;4钉承载比例不均匀,中间两钉承载较小,外侧两钉承载较大。     

风电叶片叶根连接载荷对比分析

叶根连接方式是复合材料风电叶片与风轮轮毂连接的唯一的也是最关键的部件,作用在叶片上的载荷均通过叶根连接传递到轮毂,连接方式的不同对叶片根部结构承载能力乃至叶片长度设计都至关重要。本文以风电叶片"T型螺栓"和"螺栓套筒预埋"叶根连接方式为研究对象,对螺栓和叶根复合材料的承载情况进行研究,为叶片根部连接方式设计及优化提供依据和指导。     

T800碳纤维复合材料混合连接层合板钉载分布及有限元计算

采用自动铺带工艺制得混合连接的T800碳纤维复合材料层压板试验件,通过轴向拉伸测试,测得了整个试验件的载荷-位移曲线和每一个钉孔附近的应变-载荷曲线。试验结果表明,首末两排钉承担载荷最大,中间排钉载最小。模量相对较大的胶层阻止了钉载的有效传递,破坏模式主要为钉孔挤压和层合板拉伸破坏。建立了相应的有限元模型,模拟结果和试验结果的一致说明了有限元模型的合理性。     

复合材料-铝合金碾铆与螺栓连接强度对比分析

通过碾铆连接和螺栓连接对复合材料-铝合金进行了连接实验,对两种连接方式的接头进行了静拉伸测试,对比分析了有无垫片和是否粘接两种因素对接头连接强度和能量吸收的影响。结果表明:添加垫圈后,两种接头的峰值载荷趋于一致,但螺栓连接接头的失效位移高于碾铆连接接头,且其能量吸收值比碾铆连接接头高16.29%,有更强的缓冲吸震能力;引入粘接对两种接头的抗拉伸强度影响不大,螺栓连接失效的峰值载荷略高于碾铆连接,两种接头的失效位移和能量吸收基本相同。     

国产MT700碳纤维复合材料螺栓连接强度实验研究

对国产MT700与进口T700S碳纤维复合材料单螺栓连接结构的静拉伸强度进行实验研究,分析了两种材料的载荷-位移曲线特征、连接强度特性及破坏形式。实验结果表明:国产MT700/603层合板连接部位的承载能力及结构稳定性均优于进口T700S/603层合板,M5及M6单螺栓连接破坏强度分别提高了12%和10%;另外,国产MT700/603层合板胶-螺混合连接有效提高了整体连接强度和安全设计裕度,胶层破坏后,M5与M6单螺栓胶-螺混合连接剩余强度系数分别达到65%和88%。     

T800碳纤维复合材料多钉连接层压板钉载分布及有限元计算

通过对T800碳纤维预浸料复合材料层压板多钉连接试验件进行轴向拉伸测试,测得了整个试验件的载荷-位移曲线和每一个钉孔附近的应变-载荷曲线。试验结果表明,首末两排钉承担载荷最大,中间排钉载荷最小;试件的破坏都是发生在第一排钉附近;破坏模式主要为钉孔挤压和层压板拉伸破坏;建立了相应的有限元模型,模拟结果和试验结果的一致说明了有限元模型的合理性。     

几何参数对玻璃纤维织物/环氧层合板螺栓连接强度影响的实验研究

对于2×2斜纹玻璃纤维织物/环氧层合板螺栓连接,实验研究了几何参数对其连接性能的影响。选取不同端距和边距,测试玻璃纤维织物复合材料层合板W/D(试样宽度/孔直径)及E/D(孔端距/孔直径)对螺栓连接强度的影响,并分析螺栓连接的破坏模式。实验结果表明,玻璃纤维织物/环氧复合材料层合板螺栓连接承载能力随着边距E和端距W的增加而增加。当E/D=3,W/D=4时,螺栓连接强度达到稳定值。     

膜片联轴器扭转特性实验研究

为了研究螺栓法兰连接、波动载荷和不同预紧力矩对膜片联轴器扭转刚度的影响,搭建了联轴器扭转刚度测试实验台。通过扭转实验机施加扭矩,并采用角位移编码器测量了主动、从动法兰盘的相对扭角;采用扭力扳手实现螺栓预紧力矩的调节。实验结果表明:随着负载的增大,法兰螺栓连接出现了严重的松弛;负载波动情况下,载荷变化越大,刚度变化越大;预紧力矩的减小使滑移力矩减小,但第3阶段的刚度变化不大。预紧力矩减小至6N·m时,第1阶段和第4阶段的刚度明显减小。