复合材料螺栓连接松弛的弹-黏塑性分析方法

预紧力松弛是影响复合材料螺栓连接结构耐久性的主要原因之一。本文重点讨论导致预紧力松弛的材料蠕变与粗糙表面接触蠕变的相互影响。内容包括建立了以弹-黏塑性理论为基础的复合材料蠕变本构模型,并结合考虑粗糙表面的分形接触理论,将其推广到与时间相关的弹-黏塑性接触问题。数值结果与实验结果对比表明,考虑粗糙表面接触效应时,计算误差从2.87%~4.37%降至0.04%~0.5%,预测准确性有显著提高。表面分形参数D和G的讨论结果表明,接触表面越粗糙,预紧力越容易松弛。这对工程上通过控制表面形貌参数来改善表面接触性质具有指导意义。     

复合材料螺栓连接预紧力松弛的改进预测模型

该文研究了复合材料构件螺栓连接预紧力的长期性能预测。在作者前期工作的基础上,建立并完善了基于蠕变全应变理论的螺栓连接预紧力松弛预测模型。主要改进包括各蠕变阶段表达式转换为分段形式和修正时-温转换因子的作用方式两方面。采用时-温等效原理获得的长时加速表征实验数据对模型进行验证。结果表明,本模型能较好地描述预紧力长期特性,且预测效果比现有的Shivakumar-Crews模型及Hook-Norton模型更好,从而证明了该模型的准确性和可靠性。