為獲得CFRP螺栓連接結構的動態(tài)損傷過程,采用基于漸進失效的研究方法,確立了拉伸載荷下CFRP螺栓連接結構的失效準則和材料性能退化模型,并在Abaqus Explicit顯式分析模塊中建立了螺栓連接結構的有限元模型,運用VUMAT子程序進行分析。文章分析了CFRP單螺栓連接結構受拉伸載荷時,5種損傷的擴展過程,并分析了"螺栓-孔"配合間隙對于CFRP單螺栓連接結構強度的影響,還在此基礎上提出了CFRP多螺栓連接結構的強度優(yōu)化方案。結果表明:基于漸進失效方法的有限元準靜態(tài)分析能有效地模擬CFRP螺栓連接結構的損傷擴展過程;CFRP單螺栓連接結構中,連接強度會隨著配合間隙的增大而降低;設置合適的配合間隙使CFRP多螺栓連接結構的整體強度提升了32.1%。 

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

算例有限元模型

孔周邊基體拉伸失效損傷擴展過程云圖

表6 各方案下的極限失效位移和極限失效載荷Table 6 Ultimate failure displacement and ultimatefailure load under various schemes 組 別 λ/% 極限失效位移/mm 極限失效載荷/N 方案一 0 0.28 12069.60 方案二 2 0.35 11895.20 方案三 4 0.41 10966.10 方案四 6 0.46 10537.10由圖13可知,在4種方案中,載荷-角位移曲線趨勢基本相同。仿真起始階段,曲線呈上升趨勢,載荷逐漸增大,說明材料處于彈性變形階段。之后,曲線斜率減小,曲線漸趨平緩,說明CFRP層合板開始發(fā)生初始失效,材料剛度開始退化。載荷接著上升達到峰值,之后開始下降。參照第1節(jié)中的最終失效評價依據,載荷達到峰值之后,第i次施加的載荷Pi和上一次施加的載荷Pi-1滿足 ΔΡ=| Ρ i |-| Ρ i-1 |<0 且 ΔΡ≥k| ΔΡ i-1 | ,因此可以判斷CFRP螺栓連接結構發(fā)生最終失效。


本文編號：2942982