陈栎同 刘明明 戴方适

摘 要 本文对现有复合材料机械连接计算钉载分载主要数值方法进行梳理，并重点对GBJM方法进行了介绍。同时通过建立典型连接结构形式有限元模型应用GBJM方法进行钉载计算并与试验值进行对比，证明新方法计算效率高、与试验值吻合度高的优点。为后续研究、预测复合材料钉孔失效问题提供了帮助。

关键词 复合材料;钉载分配;有限元模型;GBJM

引言

复合材料结构连接设计中，机械连接由于其易拆卸、维护，工艺性好，传载能力强，等特点，被用作为主要连接形式。但由于复合材料各向异性、延展性差、层间剪切强度低等特点，使得其失效形式众多，所以为进一步分析复合材料机械连接失效形式，确定连接区钉载分配变得尤为重要。

钉载分配分析作为强度估算的基础主要有三种分析方法：试验法、解析法和数值法，它们各有优缺点。数值法作为目前普遍采用且适用性较广的一种方法，一直受到青睐，本文对基于GBJM方法的复合材料多钉连接结构钉载分配计算进行了研究。

1现有数值方法

目前确定复合材料钉载分配主要方法有两种。一种为试验测量。在使用该方法时，由于复合材料受工艺性影响其性能参数具有分散性，往往需要设置多组试验件才能得到相对准确的测量结果，其耗时长，需要大量准备工作以及设备，尤其对于大尺寸复合材料连接试验，成本高，不易实现;另一种方法即利用有限元方法进行钉载计算，尤其在结构初步设计阶段，该方法被大量使用。……