碳纤维增强环氧树脂复合材料层合板干涉连接插钉轴向力建模与分析

来源期刊：复合材料学报2019年第10期

论文作者：宋丹龙 宋旭峰 白洋洋 张向阳 崔亚辉 元振毅

文章页码：2294 - 2301

关键词：CFRP层合板;干涉连接;轴向力;解析建模;有限元分析;

摘    要：碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)构件干涉配合连接的插钉轴向力过大会引起层合板弯曲和分层,严重影响产品的安全性。针对CFRP层合板的高锁螺栓干涉连接过程,分析了其制孔、插钉及拧紧等装配连接工艺,将其干涉插钉过程划分为4个阶段,并对各个阶段进行了详细的力学行为分析;对螺栓杆处和倒角处的挤压力和摩擦力分别进行力学建模,并结合各作用力的边界条件与阶段划分,构建了干涉插钉全过程的轴向力模型;通过ABAQUS有限元模拟了CFRP层合板干涉插钉工艺过程,并开展了干涉螺栓安装实验,对比分析了层合板孔周径向挤压应力分布和插钉轴向力变化规律,解析结果与模拟和实验结果吻合较好,为后续CFRP层合板的插钉分层损伤和工艺优化研究奠定基础。