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| 1 | 航空复合材料结构铆接技术综述显示文摘当前复合材料已成为飞机结构最主要的材料之一,然而我国复合材料应用与世界先进水平相比还存在一定差距,典型特征是复合材料用量占比较低。和金属结构相比,连接是复合材料结构制造与装配的薄弱环节,复合材料各向异性、脆性等特点决定了其连接面临的问题更复杂。复合材料结构采用铆接对于飞机减重、控制制造成本具有积极作用,但复合材料铆接易产生损伤,限制了其在关键连接部位应用。对航空复合材料结构铆接技术的应用进行了系统介绍,包括铆接工艺及方法、复材铆接结构形式和复材铆接所用紧固件;指出铆接过程中复合材料产生损伤的3个主要方面:制孔过程的损伤,铆接过程复合材料结构表面承受的冲击损伤,以及镦头成形、钉杆膨胀时对复合材料的挤压损伤;重点针对安装过程对复合材料造成的冲击损伤、铆钉膨胀对复合材料造成的挤压损伤进行分析并提出相应的解决措施,主要从减小钉杆膨胀对复材的挤压程度、对复合材料采取保护措施两个方面入手;对比研究结论认为,制定合理的工艺规范、采用先进的铆接工艺方法和重视垫圈的保护作用可以有效抑制复材铆接损伤、提高复材铆接质量。最后,对复合材料铆接技术的发展提出了展望。 | 曹增强 张铭豪 谭学才 郭程翔 左都全 | 2023 | 航空制造技术2023，66，1： | 4 |
| 2 | Investigation of stress distribution and damage behavior caused by forced installation of a composite bolted joint with a hole-location error显示文摘In this paper,the influence of forced installation caused by a hole-location error on the 3D stress distribution and damage of a composite bolted joint is investigated.An analytical model of stress distributed on composite holes is promoted,in view of non-uniform extrusion caused by forced installation.At first,non-uniform extrusion of the hole edge caused by forced installation is analyzed.According to the contact state,expression of hole deformation is given.Then,based on Hertz theory,the maximum extrusion load is obtained with help of deformation expression.By constructing an elastic foundation beam model,3D stress distributed on a hole could be analyzed according to the extrusion load.Then,stress distribution predicted by the above analytical method is compared with that provided by FE considering composite damage.Finally,a forced installation experiment is carried out to analyze the damage distribution of the joint.Results show that a central-symmetrically distributed stress is introduced by the hole-location error.With an increment of the error,strength of composite decreases due to extrusion damage.Therefore,stress presents a concave distribution on the hole.As the hole-location error exceeding 3%,stress decreases gradually due to failure of composite.Damage of holes does not exhibit a centrosymmetric distribution.Serious damage is mainly distributed on the entrance of the hole at the lower sheet. | Chinan LIU Yuan LI Yi CHENG An’an ZHAO Kunpeng DU Yue SHI Ximing LI Hui CHENG | 2024 | Chinese Journal of Aeronautics2024，37，1： | 0 |
| 3 | 双腹板工字型GFRP腰梁机械连接力学性能试验研究显示文摘为深入研究双腹板工字型玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)腰梁机械连接节点的力学性能,基于无连接和有机械连接2种类型GFRP腰梁的静载试验,分析双腹板工字型GFRP腰梁在三分点对称加荷下的受力特征,明确2种类型腰梁的极限状态和破坏形式。结果表明:GFRP腰梁采用双腹板工字型截面型式,截面的最大应力为183 MPa,是GFRP腰梁纵向抗拉强度的62%,纵向抗压强度的73%(容许压缩承载力的205%),可以使GFRP材料强度得到充分发挥,腰梁稳定性能良好;GFRP腰梁容易出现局部破坏,首先在翼缘板处发生局部失稳,随即引起腹板产生屈曲破坏,翼缘和腹板连接处出现面层剥离和鼓起,腰梁连接处增设的缀板和螺栓可有效地抑制该局部破坏变形;采用螺栓机械连接并在连接处增设同材质缀板,可降低螺栓钻孔对梁体本身截面的削弱作用,使GFRP腰梁的刚度和极限承载能力分别提高17.9%和44.9%,是GFRP腰梁的合理连接方式。研究成果可为GFRP腰梁的推广应用提供参考和借鉴。 | 郝增明 王忠胜 白晓宇 章伟 张鹏飞 孙培富 包希吉 李明 闫楠 | 2024 | 科学技术与工程2024，24，4： | 0 |
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