碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料機(jī)械連接孔擠壓強(qiáng)化技術(shù)研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)樹脂基（CFRP）復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)異特性，被廣泛用于航空航天領(lǐng)域。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，機(jī)械連接是CFRP復(fù)合材料構(gòu)件主要的連接形式，而連接件上的緊固件孔破壞了構(gòu)件的完整性，是連接件上的應(yīng)力集中和薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件疲勞性能降低，直接影響飛機(jī)的長壽命設(shè)計(jì)。因此，在構(gòu)件薄弱處應(yīng)用有效的強(qiáng)化技術(shù)對于提高CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件的疲勞壽命是一項(xiàng)重要的措施。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴制定了C

2、FRP復(fù)合材料孔擠壓工藝流程，設(shè)計(jì)了適用于CFRP復(fù)合材料層合板的孔擠壓裝置平臺并研制鈦合金無縫襯套；制備了CFRP復(fù)合材料孔擠壓試驗(yàn)件，開展了CFRP復(fù)合材料層合板無縫襯套孔擠壓工藝試驗(yàn)；分析了擠壓力的變化規(guī)律、擠后襯套尺寸以及擠后孔壁損傷情況，對CFRP復(fù)合材料層合板孔擠壓質(zhì)量進(jìn)行了評價。⑵建立了含端孔的CFRP復(fù)合材料層合板孔擠壓有限元仿真模型及CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件靜拉伸受載仿真模型。模型應(yīng)用了VUMAT用戶子程序，實(shí)現(xiàn)了基

3、于Hashin失效準(zhǔn)則及部分材料性能退化模式的漸進(jìn)損傷演化。從孔邊應(yīng)力分布規(guī)律、單元損傷及失效方面對仿真結(jié)果進(jìn)行了研究分析，探究了孔擠壓對CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件承載性能的影響規(guī)律。⑶開展了不同擠壓量下的CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件靜拉伸和疲勞試驗(yàn)，得到了不同擠壓量下的CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件連接強(qiáng)度和疲勞壽命。探究了孔擠壓對CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件承載性能、破壞模式及疲勞變形的影響規(guī)律，驗(yàn)證了孔擠壓工藝對CFRP復(fù)合材料機(jī)械連接件