装配方式对复合材料干涉连接孔周变形及应力分布的影响

作     者：武涛 杨淳凯 杨丽晨 赵耀斌 WU Tao;YANG Chunkai;YANG Lichen;ZHAO Yaobin

作者机构：中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 中国铁路北京局集团有限公司天津站天津300353 

出 版 物：《工业技术创新》 (Industrial Technology Innovation)

年 卷 期：2021年第8卷第6期

页      面：139-144页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：中央高校基本科研业务费项目中国民航大学专项资助(3122019071) 

主　　题：复合材料 孔周变形 孔周应力 干涉连接 有限元 膨胀装配 压入装配 

摘      要：孔周变形及应力分布研究对开展复合材料干涉连接性能分析、提高复合材料抗疲劳性能具有重要意义。采用ABAQUS 6.14建立有限元模型,模拟压入和膨胀两种装配方式,通过几何关系和接触面摩擦系数实现干涉连接,考虑界面光滑和有摩擦两种接触条件,考察复合材料干涉连接域节点的变形及应力。研究发现:1)压入装配与膨胀装配的法向变形在有摩擦力时差别显著,无摩擦条件下膨胀装配的周向变形明显,而压入装配的径向变形则更大;2)受三维变形的影响,两种装配方式的孔周应力分布相似,但数值不同:当干涉量为1%时,压入装配的环向应力较膨胀装配高15%以上,干涉压应力则低50%以上。结果表明:装配方式对干涉连接孔周变形及应力均有较大影响,且与界面摩擦条件有关。在采用膨胀装配接头时,应重点关注承载过程中径向应力的增量;在采用压入装配接头时,则需考虑周向应力可能导致的损伤。