层压板单搭接胶接结构损伤失效行为表征分析
2021-06-22王晓宏刘长喜毕凤阳武玉芬邢立峰
天津科技大学学报 2021年3期
王晓宏,刘长喜,毕凤阳,武玉芬,邢立峰
(1. 黑龙江工程学院机电工程学院,哈尔滨 150030;2. 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心,北京 1022113;3. 中国船舶重工集团公司第七〇 三研究所,哈尔滨 150078)
随着复合材料层压板在飞机、导弹、舰艇等结构中的广泛应用[1-3],层压板结构的连接设计必将引起人们的广泛关注[4].胶接连接与机械连接是复合材料结构设计中常用的两种连接形式.相对于机械连接而言,胶接连接具有结构轻、不引起应力集中、基本层压板强度不下降等优点[5].因此,为获得更加可靠的层压板胶接结构,有必要开展层压板基本胶接结构的损伤与失效行为的分析与研究.近年来,累积损伤的数值分析方法被人们广泛地用于层压板结构的失效分析与强度预测,该方法可以从复合材料的损伤机理出发判定层压板受载过程中出现的各种不同损伤模式[6-9].此外,基于内聚力理论的内聚力模型,是一种简化的力学模型,该模型可以实现胶接结构中胶层内的应力状态及其损伤过程分析[10-12].
本文将累积损伤模型及内聚力模型相结合,基于ABAQUS软件建立层压板基本胶接结构的数值分析模型,预报层压板基本胶接结构的失效强度,计算胶接接头搭接区的应力分布,分析胶接接头搭接区的损伤与失效行为.在此基础上,研究接头几何、材料参数等对胶接结构承载能力的影响,指导层压板胶接结构的设计,从而提高胶接结构的可靠性……
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