复合材料-金属多钉连接结构新型设计与承载特性OA

高比强度复合材料因缺乏载荷重新分配的能力,其连接结构设计成为复合材料结构设计的重点和难点。本文根据紧固件载荷的协调/平衡理论计算方法,提出了一种用于承受极高静载荷的复合材料多钉连接结构设计方案;利用ABAQUS软件对设计方案进行校核,并对可能存在的尺寸公差对钉载分布的影响进行研究。研究发现:在连接结构上加工阶梯孔预留螺栓的变形空间,可以有效地改善金属结构与复合材料结构之间的刚度匹配问题,而施加预紧力可以有效地提高连接结构的最大承载能力。本文所提出的阶梯孔构型设计,对于6排螺栓连接结构可将其最大的螺钉承载比例从36.06%降低至18.14%,相对传统连接结构承载能力提升19.62%,这种方案对加工精度要求不高,且在加载的全过程均能有效地控制螺栓承载比例。研究结果对高承载需求的连接结构设计提供了参考。