纤维金属层板铆接剩余强度影响因素研究

论文摘要

为研究单搭铆接接头中纤维金属层板耦合损伤行为,运用金属硬化Johnson-Cook失效准则、纤维增强复合材料三维Hashin损伤准则、脱层B-K失效理论以及刚度退化失效准则建立了纤维金属层板铆接渐进失效模型,并结合实验验证了模型的合理性。考察了单搭铆接二次弯曲效应、层板铝合金体积分数、预紧力、层板孔边距对纤维金属层板铆接强度和失效模式的影响,为提高纤维金属层板铆接剩余强度提供可靠建议。分析结果表明:二次弯曲效应加速损伤发生,从而降低层板铆接强度,其中偏心加载可以削弱二次弯曲效应,更好地提高铆接强度;层板铝合金体积分数的增大能够提高层板铆接强度,但当体积分数大于50%时层板铆接比刚度和比强度反而下降;预紧力的增加能够提高层板铆接强度和增强层板损伤抗力;随着孔边距的递增,铆接剩余强度有所提高,破坏模式由灾难性拉断失效模式逐渐转化为理想的挤压失效模式,但当孔边距达到一定数值时,铆接强度不再明显提高,而失效模式也维持为挤压破坏。

论文目录

• 0 引言
• 1 损伤本构模型
•   1.1 Johnson-Cook失效模型
•   1.2 三维Hashin损伤准则
• 0）:'>    （1）纤维拉伸断裂失效（σ11>0）:
•     （2）纤维压缩失效（σ11<0）:
• 0）:'>    （3）基体拉伸断裂失效（σ22+σ33>0）:
•     （4）基体压缩挤裂失效（σ22+σ33<0）:
•   1.3 渐进失效模型
•   1.4 脱层
• 2 纤维金属层板铆接结构损伤模拟
•   2.1 模型参数
•   2.2 用户子程序
• 3 实验
• 4 结果分析
• 5 各因素对铆接强度的影响
•   5.1 二次弯曲
•   5.2 铝合金体积分数
•   5.3 预紧力
•   5.4 孔边距
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 程里朋,平学成,王春光,郭倩

关键词: 纤维金属层板,铆接,损伤准则,渐进失效

来源: 中国机械工程 2019年19期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学,金属学及金属工艺

单位: 天津科技大学机械工程学院,华东交通大学机电工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51975411,51365013),天津市自然科学基金资助项目(18JCYBJC88500),天津市高校“中青年骨干创新人才培养计划”资助项目(津教委人函[2017]23号)

分类号: TB33;TG938

页码: 2319-2328

总页数: 10

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