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時間:2011-02-10 15:57來源:藍天飛行翻譯 作者:admin
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()連接接頭幾何尺寸確定連接接頭邊距尺寸 01確定的近似方法之一是邊距應等于單釘拉伸試樣凈剖面拉伸破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓破壞時試樣寬度的一半。
曲線的“平臺”段對應擠壓破壞;曲線轉(zhuǎn)折處對應破壞形式由拉伸破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓破壞;對應的試樣寬度 2與釘孔直徑 3之比, 2,3為 &—.。由此可導出,邊距 01應不小于 3。間距 0 401應不小于 &3。端距略大于邊距為 %)3 -53。
(5)釘孔直徑 3與板厚度 6關(guān)系
對纖維增強復合材料層合板螺栓接頭,孔徑 3尺寸對凈剖面拉伸強度與剪切強度的影響很小。對碳纖維增強復合材料的擠壓強度幾乎也沒有影響,但對玻璃纖維和芳綸增強復合材料,模量較低,在 3,6 75時,擠壓強度下降。
為了避免緊固件發(fā)生破壞, 3,6值又不能太小;小直徑的緊固件即使不發(fā)生破壞, •&&.•
 
也易發(fā)生嚴重彎曲而使擠壓應力分布不均勻、螺栓松動預緊力減小,從而使連接強度下降。建議 "應取 % &。(’)機械連接層合板接頭幾何參數(shù)選擇建議為防止復合材料機械連接出現(xiàn)低強度破壞模式,并具有較高的強度。(&)螺栓擰緊力距確定
螺栓擰緊力矩是影響連接強度、連接動特性的主要因素。因此,螺栓擰緊力矩必須用定力扳手施加。有關(guān)螺栓擰緊力矩的試驗數(shù)據(jù)必須慎重對待。擰緊力矩值與螺母形式、螺栓形式、螺紋直徑以及墊片、密封等有關(guān),具體數(shù)值應查手冊得到。
(()機械連接破壞模式及其預防措施機械連接的破壞模式主要與連接接頭幾何參數(shù)及鋪層有關(guān)。())機械連接疲勞特性碳 "環(huán)氧材料機械連接疲勞特性,有關(guān)試驗結(jié)果可以看出,機械連接疲勞 *+,曲線十分平坦,疲勞極限在 -% ’.(’---")。
第二節(jié) /多釘連接區(qū)設(shè)計
多釘連接是重要的機械連接。與單排釘連接設(shè)計不同,多釘連接設(shè)計是一個連接區(qū)設(shè)計。本節(jié)討論板一板平面多釘連接設(shè)計問題,有關(guān)內(nèi)容將為主承力接頭結(jié)構(gòu)多釘連接設(shè)計打下基礎(chǔ)。
板一板多釘連接可以分為規(guī)則(平行排列或交錯排列)多釘連接和非規(guī)則復雜多釘連接、復雜多釘連接具有明顯而嚴重的力的集中與分散問題。
一、多釘連接區(qū)設(shè)計特點
多釘連接區(qū)設(shè)計特點主要有以下幾點:
()多釘連接區(qū)一般位于結(jié)構(gòu)主承力區(qū)范圍內(nèi),而且多釘連接區(qū)又是結(jié)構(gòu)損傷易發(fā)生部位,因此,多釘連接區(qū)設(shè)計應滿足結(jié)構(gòu)完整性要求。同時,考慮成本因素,應盡量減少制造和裝配的復雜性。
(0)設(shè)計依據(jù)是設(shè)計要求多釘連接傳遞的總載荷,而不是周邊結(jié)構(gòu)的使用應變水平。

(1)釘載分配和連接區(qū)設(shè)計兩個設(shè)計要點相互關(guān)聯(lián),應綜合進行設(shè)計。在拉伸或壓縮載荷作用下,多釘連接區(qū)螺栓應力受擠壓和旁路載荷共同作用支配。通過搭接區(qū)鋪層設(shè)計、合理幾何形狀和尺寸確定、以及調(diào)整 *"比值(列間距與螺拴直徑之比),控制擠壓應力水平,可獲得高連接效率的多釘連接設(shè)計。


(’)連接區(qū)結(jié)構(gòu)修理一般采用搭接板補強修理。
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二、多釘連接釘載分配分析
多釘連接釘載分配是機械連接應力分析的前提,但準確計算出各緊固件之間的載荷分配是十分困難的。結(jié)構(gòu)多釘連接靜力分析內(nèi)容與過程。連接部位所受的外力由總體結(jié)構(gòu)分析給出。()多釘連接釘載分配分析方法多釘連接釘載分配的分析方法,有剛度法和有限元法。剛度法一般僅給出初步分析結(jié)果。復合材料層合件多釘連接與金屬件多釘連接,兩者釘載分配分析不同之處,主要有兩點:層合件強度和剛度性能具有方向性,即不同釘載方向?qū)煌膶雍习逍阅?br /> (含擠壓強度);再有,層合板應力應變關(guān)系直至破壞近乎是一條直線,呈現(xiàn)出顯著的線彈性特征,沒有金屬材料呈現(xiàn)的屈服現(xiàn)象,因而,層合件多釘連接不具有釘載重新分配的能力。由此可知,復合材料層合件多釘機械連接釘載分配分析是相當復雜和困難的。
需要說明的是,時至今日還沒有建立普遍可接受的多釘連接設(shè)計方法。多釘連接設(shè)計的半經(jīng)驗方法較為常用的是 "年 %&’(—)*+(,提出的方法。采用理論分析或經(jīng)驗方法進行設(shè)計的較為重要的機械連接部位,都必須進行試驗驗證,以證實理論分析的正確性和確保結(jié)構(gòu)的完整性。
(-)單釘(或雙釘)連接試驗數(shù)據(jù)的有效性為了操作簡便和減少費用,大多數(shù)機械連接試驗采用單釘或雙釘?shù)群穸劝暹B接試驗。連接試驗數(shù)據(jù)用于多釘機械連接設(shè)計的有效性,具體分析如下:
單排釘連線與載荷方向垂直情況(單排多釘并聯(lián)情況)當緊固件之間的間距 )大于 ./,即試件寬度 0與間距 )等效時,則單釘機械連接試驗結(jié)果可直接使用。適用于拉伸載薊連接和壓縮載荷連接。但壓縮載荷的連接強度比拉伸約高 12,且要求接頭必須是穩(wěn)定的(不出現(xiàn)失穩(wěn))。
"單排釘連線與載荷方向平行情況(單排多釘串聯(lián)情況)雙釘串聯(lián)連接試樣拉伸試驗結(jié)果表明,其承載能力僅比單釘連接提高 342左右(并非成倍增加),且第一個釘載占 442左右,第二個釘載占 .42左右。三釘串聯(lián)連接時釘載分配不均勻性會加劇。因此,串聯(lián)釘數(shù)以 -53個為宜。
多排多釘連接情況多排多釘連接接頭,因存在“旁路”載荷問題,使釘載分配復雜化。“旁路”載荷是由鄰近緊固件引入的載荷。緊固件孔的應力受到擠壓應力與“旁路”載荷應力的聯(lián)合作用而增加。對于“旁路”載荷應力可通過一個包含非加載孔的板承受拉伸載荷進行分析得出。在 %&6—)*+(,方法中引用了一個重要的連接
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接頭效率系數(shù)整理連接試驗數(shù)據(jù),以獲得對連接設(shè)計有益的指導。連接接頭效率系數(shù)定義是連接接頭的破壞載荷與層合板破壞載荷之比( )。
(")多釘連接釘載合理分配建議
連接分析和連接試驗指出,多釘連接釘載合理分配建議如下:
規(guī)則多釘連接區(qū),各排釘?shù)某休d比例主要與連接件之間的相對剛度有關(guān),緊固件剛度,對各排釘承載的不均勻性影響較小;
"采用均勻厚度被連接板(如蒙皮)和斜削搭接板雙面搭接連接效率最高。采用斜削搭接板可以優(yōu)化緊固件螺栓載荷分配,包括降低第一排螺拴傳遞的載荷。斜削搭接板最大厚度為被連接板厚度的  %倍時,連接最佳,以承受擠壓一旁路載荷聯(lián)合作用。搭接板斜削度依具體結(jié)構(gòu)尺寸、傳遞載荷大小和連接螺栓布局而定。
 
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