复合材料层压板铆接修补剩余强度评估

机械连接修理是复合材料结构主要修补方式,由于拆卸方便、传递载荷大等优点,在结构维修中得到广泛应用。对修补结构进行强度评估是保证修理效果进行参数优化的必要步骤。本文采用数值模拟方法对两种铆接修补层压板的拉伸剩余强度进行了评估分析。层压板用壳元模拟,紧固件用梁元模拟,紧固件与孔的约束用多点约束技术模拟。在Abaqus商业化有限元分析软件及其二次开发平台上,利用用户自定义场(USDFLD)的方法对复合材料性能进行多级衰减。分析结果与试验结果一致性良好,破坏载荷的预估值与试验值误差在6%之内。分析方法对复合材料机械连接修理设计有一定的借鉴作用。     

碳纤维复合材料结构的应用力波铆接实验研究

将应力波铆接技术用于碳纤维复合材料结构的联接，并讨论了ＴＢ２－１铆钉用应力波铆按时有关工艺参数的选择，加垫圈可限制铆钉的过分膨胀，防止复合材料的初始安装损伤。因应力波铆接能产生小而均匀的干涉量，故可提高接头的初始挤压破坏强度。     

凸模的铆接和接头尺寸的确定

凸模在模座中的固定形式有很多种,其中凸模铆在凸模固定板上的形式常被采用,尤其是凸模断面是异形时。当凸模断面不太复杂时,一般采用图1a的直通式铆接头;当凸模断面复杂时,一般采用图1b的台阶式凸模铆接接头。     

轻量化薄板无铆钉铆接的力学性能及接头断裂机理

轻量化作为汽车节能减排的重要手段,得到世界各国的高度重视。目前车身大都采用多材料混用,而异质材料用传统电阻点焊难以形成可靠连接。无铆钉铆接技术是一种冷成形连接工艺,避免了接头热输入问题,通过材料的机械自锁作用形成有效接头。文章通过控制铆接行程,凸凹模直径等参数对不同材料匹配的铆接试样进行拉剪实验。结合成形过程中力-位移曲线,研究无铆钉铆接接头的力学性能及断裂机理。研究发现,拉剪过程中铆接试样出现三种断裂模式,即上层板铆钉压溃,界面断裂和下层板铆钉塑性变形。其中,发生下层板铆钉塑性变形断裂模式的试样表现出更高的拉剪强度和较好的吸能效果。对于界面断裂、上层板接头颈部发生开裂,接头拉剪强度取决于上层板侧壁厚度。     

累积损伤方法在复合材料接头研究中的应用

累积损伤方法已被广泛应用于复合材料的各种结构损伤分析及强度预测中。对累积损伤方法在纤维增强复合材料机械连接接头性能研究中的应用进行了分析论述,主要包含应力分析中的有限元建模、失效判定准则及损伤过程中材料性能退化三大部分。并对该分析方法在今后研究的动向进行了展望。     

夹芯复合材料π型接头失效实验研究

针对夹芯复合材料π型接头的拉伸和侧弯承载能力以及连接需求,并充分考虑温度的影响,设计了复合材料π型胶结接头,对其在上述两种载荷工况下分别进行了常温、低温、高温干态三种环境试验。分析π型接头失效过程:三角填充区为夹芯复合材料π型接头最薄弱部位,容易发生破坏,并决定结构承载能力;拉伸载荷下夹芯复合材料π型接头承载能力明显高于侧弯载荷;夹芯复合材料π型接头对低温不敏感,对高温较为敏感。     

复合材料结构的干涉配合铆接

干涉配合能提高接头疲劳寿命 ,复合材料结构干涉配合连接的关键在于干涉量的控制。提出采用垫圈限制铆钉钉杆的膨胀 ,采用合适的钉孔间隙减小干涉量 ,并利用电磁铆接钉杆膨胀均匀的特点实现了复合材料结构的干涉配合铆接。     

碳纤维环氧树脂复合材料的吸湿行为

论述由两种环氧树脂基体、两种固化条件制作的碳纤维复合材料，在两种不同条件下的湿热老化试验，取得了沸腾蒸馏水浸泡120h、湿热老化10000h的老化试验数据。揭示了复合材料力学性能和吸湿量之间以及老化时间和吸湿量之间的关系，评定了材料的耐湿热性能。     

异种轻质金属铆接接头力学性能实验研究

随着轻量化技术的发展,诸如铝镁合金等轻质金属得以广泛应用,而铆接作为制作异种轻质金属结构件的主要连接方式,研究其疲劳性能具有重要的现实意义.本文首先介绍了AM60和AZ31镁合金铆接接头的成形过程,并制作了铆接接头实验样件.通过光学显微镜观察了铆接接头微观形貌,并通过扫描电镜分别观察了AM60和AZ31镁合金微观结构....     

铆接面对飞机关键接头力学性能的影响研究

文中采用试验测试结合有限元仿真分析的方法,针对某小飞机机身与机翼关键接头,研究了加强筋铆钉连接的接触面与关键接头附近应力分布的关系,并进一步分析了高强度胶处理接触面对应力分布的影响作用。研究表明：当铆钉连接的两接触面接触不紧密时,接头传力性能较差,接头处易出现较大的应力集中,从而影响其结构力学性能;高强度胶粘接接触面可以大幅提高铆钉连接的传力性能,使接头附近应力集中大幅减小,从而改善其结构力学性能。     

基于深度学习的复合材料螺栓连接失效预测

针对复合材料螺栓连接失效强度分析与预测问题,利用深度学习神经网络强大的非线性映射能力,将不同参数对复合材料螺栓连接失效载荷的影响进行非线性拟合,并分配各参数的影响权重;通过有限的训练样本构建预测模型,来预测复合材料螺栓连接的失效峰值载荷。使用有限元软件计算得到层合板螺栓连接失效峰值载荷的数据组,以此来构建深度学习神经网络。通过测试确定当隐藏层数量为两层时深度学习模型开发效果最佳,以预测值与有限元仿真值之间的均方误差作为损失函数、学习速率取0.01,当均方误差最小时停止训练,此时得到最佳深度学习预测模型;利用该模型预测得到所有失效峰值载荷预测结果中的最大值以及对应的参数组合,并与同样参数的仿真结果进行对比,两者相差1.4%;相比有限元仿真和拟合经验公式的预测方法,深度学习预测方法具有明显的时间效率优势。     

自冲铆接工艺参数对接头性能影响的研究

随着新能源汽车车身轻量化的发展,铝合金复合材料在车身上逐渐被采用。由于传统焊接不适用于铝合金材料的连接,自冲铆接技术在全铝车身上的应用得到了重视。自冲铆接技术是一种冷连接技术,多片材料无需预先穿孔即可连接在一起。因此,研究自冲铆接工艺的接头性能和质量对车身轻量化有着重要的意义。基于国内外自冲铆接技术的发展现状,综合评述了接头性能的评价参数,归纳了铆钉、凹模、冲头和板料工艺参数对接头性能影响的特点,分析了其关键作用和优先程度,可用于指导自冲铆接技术工艺的开发过程。此外,通过对国外根据工艺参数对接头几何性能和抗剪强度进行预测的方法的总结,分析了国内与国外在强度预测方面存在的差距,提出了我国自冲铆接技术进一步研究的方向。     

复合材料层压板机械连接失效分析

以Tsai-Wu失效准则为损伤判据，Hashin分类准则为损伤类型判据，采用有限元软件及逐步失效处理方法，建立起层压板损伤发生、扩展过程仿真模型。针对复合材料层压板螺栓连接，采用刚度比率退化法，进行损伤处理及破坏过程数值模拟，求得层压板螺栓连接结构首层失效强度及最终失效强度。试验结果和分析计算一致，证实了该理论模型的有效性。     

碳纤维增强环氧树脂基复合材料圆管轴向压溃分层失效仿真

为了模拟单向碳纤维增强复合材料圆管的压溃失效形式及吸能特性,对圆管进行轴向压溃试验,获得圆管的压溃失效形式及压溃载荷-位移曲线。采用单层壳单元模型进行压溃仿真,确定MAT54材料模型中非试验可测量参数。建立多层壳单元模型,基于Tiebreak接触模拟分层失效,研究网格划分尺寸及壳单元层数对压溃失效形式的影响,通过与试验结果对比验证所建立模型的准确性。研究表明参数YCFAC和SOFT影响压溃载荷-位移曲线的峰值载荷和平均压溃载荷。网格尺寸和壳单元层数影响圆管的失效形式,网格尺寸越小,分层失效和基体开裂现象越明显。随着壳单元层数增加,初始峰值载荷呈递减趋势,所需计算时间呈指数型增长趋势。综合考虑计算成本和预测准确性,采用4层壳单元模型能够准确预测碳纤维圆管的轴向压溃性能和分层失效。     

复合材料螺栓连接失效分析

复合材料螺栓连接的孔边应力分布和其失效模式的关系一直是机械连接强度分析中十分重要的问题,不同的失效模式区域所受的应力是不同的。首先采用了适当的孔边应力函数获得了失效区域孔边径向正应力、切向正应力和剪切应力的分布,分析了不同失效模式(挤压失效、剪切失效和拉伸失效)和其所受应力的关系。随后基于螺栓连接的三维实体有限元模型,将有限元分析的结果和解析法得出的结论进行了比较,发现的解析法计算的结果和有限元结果吻合良好,验证了复合材料螺栓连接的不同失效模式和其所受应力的关系。这表明复合材料螺栓连接不同的失效模式是由不同的应力所导致的。     

不同组配焊接接头失效评定曲线的工程估算法研究

本文对平面应力和平面应变状态下不同组配焊接接头的失效评定曲线进行了有限元计算，并对焊接接头失效评定曲线的工程估算法进行了一些初步的研究。     

碳纤维及其复合材料的发展和应用

介绍了碳纤维的性能及其特性,概述了碳纤维的发展史,包括国外和国内。分析了碳纤维复合材料的特性和应用,着重说明了碳纤维增加金属基复合材料的相关性能,并指出了其研究前景。     

产品铆接封装设计及实验分析

论述了在常用电子电器产品中铆接方式的多样化，特别研究金属铆钉的设计选择、强度模拟、失效分析等，并提出优化方案。     

钢铝压-胶复合连接接头力学行为与失效机理研究

在钢铝压印连接界面之间加入胶粘剂,能有效提高接头性能,但接头的力学行为与失效机理非常复杂.以双相高强钢板DP590和铝合金板6061-T6为连接材料,对钢铝压-胶复合连接接头的力学行为和失效机理进行了有限元模拟和试验研究.基于ABAQUS有限元分析软件,采用GTN(Gurson tvergaard needleman)...