有拧紧力矩复合材料单钉接头疲劳寿命预测.pdf

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1、80第叭431年卷6，第月6期工程塑料应用Voll41．NO．6ENGINEER1NGPLASTICSAPPLICATIONJun．2O13doi：lO．3969q．issn．1001—3539．2013．06．018有拧紧力矩复合材料单钉接头疲劳寿命预测王丹勇，温卫东，李恒春，章玉斋(1．中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031；2南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016)摘要：通过对有拧紧力矩复合材料单钉接头疲劳加栽过程应力分析及材料三维疲劳失效准则损伤判定，并结合建立的疲劳加载材料退化模型、材料性能退化方法及复合

2、材料接头最终失效判据，建立了基于三维累积损伤分析的层合板接头疲劳载荷作用下寿命预测方法。最后，对拉一拉疲劳载荷作用下有拧紧力矩层合板接头的疲劳寿命及破坏模式进行了模拟分析，并与试验结果进行了对比，结果表明，建立的寿命预测方法能够很好地预测有拧紧力矩复合材料单钉接头的寿命以及破坏模式。关键词：复合材料；接头；疲劳；寿命中图分类号：TB330．1文献标识码：A文章编号：1001—3539(20113)06．0080．04PredictionofFatigueLifeforSingleFastenerJointsinCompositeLa

3、minateswithTighteningTorqueWangDanyong，WenWeidong，LiHengchun，ZhangYuzhai‘f1．CNGCInstitute53，Jinan250031，China；2．CollegeofEnergy&PowerEngineering，NamingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Aprogressivedamagemethodforpredictingthefatiguelif

4、eofmechanicallyfastenedjointsincompositelaminateswithtighteningtorquewasestablished，whichwasintegratedwithanalysisofstressandfatiguematerialprope~ydegradationmodels．Thethree-dimensionalfatiguefailurecriteriawereintroducedintothemethodtodetectdamagefordiversedamagemodes

5、．Thecriteriaofthestructurecatastropheandthematerialpropertydegradationruleswerealsoestablished．Finally，thefatiguelifeandcatastrophicfailureofcompositeboltedjointswithtighteningtorqueundertension—tensionfatigueloadingconditionswerepredictedbyusingtheprogressivedamagemet

6、hodforpredictingfatiguelifeestablished．Anexcellentagreementwasfoundbetweendataobtainedfromthisstudyandtheexperiment．Themethodforpredictingfatiguelifeestablishedcarlbetterpredictthefatiguelifeandcatastrophicfailureofcompositeboltsjointswithtighteningtorque．Keywords：comp

7、osite；joint；fatigue；life机械连接接头是复合材料主承力结构件的关式，来实现接头疲劳寿命预测。该研究由于通过试键部位，如何准确地预测连接部位强度、疲劳寿命以验获取滞后环及相关参数复杂，推广使用难度较大。及失效模式与失效规律，对复合材料结构设计是极张开达等f1o]基于宏观唯象观点，提出了一种以为重要的。挤压破坏为结构最终失效判定依据的复合材料接目前，对于复合材料接头静强度设计及预测，头寿命预测方法。但该方法基于二维有限元分析技已有一些研究[1-41，为进一步探讨其疲劳强度提供了术，不能有效分析接头分层损伤及法向受力

8、情况。基础。由于复合材料机械连接接头疲劳寿命预测方M．M．Shokrich等[11-121基于材料刚强度退化方法，建法尚未成熟，工程上主要使用试验手段确定其疲劳立了一种层合板接头疲劳累积损伤分析方法，文中强度[5-7]，但完全使用试验