考虑间隙配合的复合材料钉载分配均匀化方法

作     者：谢宗蕻 李想 郭家平 熊璇 党晓娟 XIE Zonghong;LI Xiang;GUO Jiaping;XIONG Xuan;DANG Xiaojuan

作者机构：西北工业大学航天学院西安710072 中航工业成都飞机设计研究所成都610041 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2016年第33卷第4期

页      面：806-813页

核心收录：

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] 

主　　题：复合材料机械连接 弹簧质量模型 间隙配合 钉载分配 优化 

摘      要：针对多钉连接中因复合材料脆性等因素导致结构中的钉载分配不均匀,以及接头在承载较大的钉位置易发生过早破坏的问题,提出了调整钉孔配合间隙改善钉载分配的不均匀性的优化方法。首先,基于弹簧质量模型,以钉孔间隙为设计变量,建立了多钉连接钉载分配的二次规划优化模型。然后,采用内点法对优化模型进行了求解,得到了优化模型的全局最优解。最后,以复合材料5钉双剪接头为例,对钉孔间隙进行了优化,将计算结果与有限元预测结果进行对比。结果表明:模型优化结果与有限元结果吻合较好,优化后最大钉载比例由41.1%降低到了20%。采用该模型可以高效、准确地实现复合材料多钉连接钉载分配比例的均匀化设计。