简介:采用胶-螺混合连接的目的一般是出于破损安全的考虑,得到比只有机械连接或胶接更好的连接安全性和完整性,但由于两者的连接刚度相差悬殊,通常只有胶接结构发生失效后机械连接结构才开始承力。针对该问题,开展了铝合金连接板、钛合金螺栓的胶-螺混合连接结构的传力分析研究。利用粘聚区模型模拟胶层的失效过程,并考虑了金属结构的塑性变形。同时,通过胶接、机械连接及胶-螺混合连接三种形式分别进行了方法验证,试验结果和模拟结果吻合较好,证明了所采用的胶-螺混合连接分析方法的有效性。另外,分别建立了单钉和双钉胶-螺混合连接结构模型,分析发现相对于胶接结构,单钉混合连接结构的承载能力并不会有明显提高。同时发现两钉胶-螺混合连接中两螺栓外侧的胶层由于较大的面外力会很快发生破坏,而两螺栓内侧的胶层由于螺栓的法向作用使得其只受纯剪切力,从而提高了该区域胶层的承载能力。鉴于此对混合连接构型进行了优化,很好地提高了连接强度。
简介:为解决复合材料接头强度分析中由于接触造成的收敛困难问题,自定义了具有特殊本构关系的粘接元用来模拟接触,该单元只能传递压力而不能传递拉力。自定义的粘接元被置于两接触对之间用来传递接触压力,从而保证了接触体之间在接触面上的变形协调关系。同时,建立了复合材料单钉接头的三维累积损伤有限元模型。在文献[1,5]的材料性能退化模型基础上,对纤维及基体压缩破坏的刚度退化模式做了改进,并利用自定义粘接元接触技术及改进后的刚度退化方法对模型进行了有限元模拟。最后,进行了四组相应试验件的试验验证,试验结果和模拟结果吻合较好,证明了自定义粘接元接触技术,以及本文中模型和算法的有效性。