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1、复合材料可根据原组分材料优点互补特点，因此可设计出综合性能较出色 的材料。为满足结构完整性要求，复合材料连接要求能承受一定的静荷载和疲 劳荷载。复合材料连接部位较大的应力集中使它成为复合材料结构的重要强度 薄弱环节。干涉连接是复合材料接头中非常重要的连接形式。纤维复合材料是 人们按照需要创造出来的一类人工结构材料，其主要优点是沿纤维方向具有很 高的比强度和比模量，为减轻结构重量提供了很大的潜力。本文重点研究了复 合材料干涉连接技术。研究材料为连续碳纤维增强树脂基复合材料：碳/环氧树脂T300/QY8911，以下简称复合材料。首先，本文对复合材料力学性能进行了全面细致的介绍，概括了该领域的 国内
2、外研究现状，并在此基础上引出本文的研究宗旨，从数值模拟方面对其做 进一步辅助分析。其次，利用ANSYS10 . 0软件对平板复合材料接头在单孔铆钉连接拉伸状 态下的力学性能进行了有限元分析，在分析过程中采用静态接触算法模拟铆钉 与复合材料板的干涉配合过程。通过对ANSYS数值模拟发现复合材料相同角度 铺层的力学性能由一定的相似性。对间隙配合下和干涉配合下结构连接处的力 学性能进行比较发现：复合材料层合板合适的干涉配合连接下，应力集中得到 缓解，结构连接处的强度得到提高。再次，利用ANSYS10 . 0软件对平板复合材料接头在单孔铆钉连接下采用 不同干涉量、模量比和摩擦系数时的力学性能进行了有限
3、元分析比较。结合研 究结果和理论推导表明：当采用合适的干涉量、模量比和摩擦系数时，结构连 接处强度得到很好的优化。最后，本文对研究内容作了总结，针对论文中暂未解决的问题对后续工作 作了展望。关键词：复合材料；干涉连接；应力集中ABSTRACTABSTRACTComposite materials can be compleme ntary adva ntages based on the orig inal characteristics of component materials, so you can design a comprehensive performanee more exc
4、ellent material.To meet the requirements of the structural in tegrity of the composite material can withsta nd a certa in conn ecti on requires a static load and fatigue load.Composite joints greater stress concentration make it an important strength of composite structure weakness.Composite interfe
5、renee conn ecti on is a very importa nt connection joi nts form.Fiber composites is that people need to be created by a class of artificial structural material, its main advantageis high along the fiber direct ion tha n stre ngth and specific modulus, to reduce the weight of the structure provides a
6、 great potential.This paper focuses on the composite in terfere nee conn ecti on tech no logy. Research material for the con ti nu ous carb on fiber rei nforced polymer composites: carb on / epoxy T300/QY8911, here in after referred to as composite materials.Firstly, the mecha ni cal properties of c
7、omposite materials, a comprehe nsive and detailed descripti on, summarized the curre nt research status in this field, and on this basis leads to the purpose of this study, from the numerical simulation further support ing their an alysis.Secon dly, the use of composite materials ANSYS10.0 software
8、conn ector plate connecting rivet hole stretch in the state of the mechanical properties of the finite eleme nt an alysis, static con tact an alysis algorithm used with an alog composite rivet in terfere nee with the process of plate.ANSYS simulatio n found by the same an gle ply composite mecha ni
9、cal properties by a certa in similarity.Cooperati on on the space un der the structure and in terfere nee with the mecha ni cal properties of the jun ctio n was compared with that: composite lam inates under an appropriate interferenee fit connection, to ease the stress concentration, structure, imp
10、rove the strength of the conn ecti on.iiiABSTRACTAgai n, the use of composite materials ANSYS10.0 software conn ector plate in the si ngle-hole in terfere nee rivet conn ecti ons un der differe nt amount of frictio n whe n the modulus ratio and the mechanical properties of the finite element analysi
11、s and comparison .Combination of research results and theoretical analysis show that: when the interferenee with the right amount of modulus and friction coefficient, the structure stre ngth of the conn ecti on is well optimized.Fi nally, this paper summarized the research for the paper to solve the
12、 problem yet made a follow-up prospects.#ABSTRACTKey Words: Composite materials In terfere nee conn ection Stress concen trati on#目录目录第1章绪论 11.1论文研究的背景和意义 11.1.1复合材料力学性能概述 11.2国内外研究现状 31.2.1复合材料干涉配合连接研究现状 31.2.2复合材料静载下干涉配合连接研究现状 41.3本文研究的主要内容 51.3.1论文研究的主要内容 51.3.2论文的研究思路 51.4本章小结 5第2章 复合材料层合板理论 62.
13、1三维各向异性材料的应力一应变关系 62.1.1 般各向异性材料的应力一应变关系 62.1.2单对称材料的应力一应变关系 82.1.3正交各向异性材料的应力一应变关系 92.1.4横向各向同性材料的应力一应变关系 102.2复合材料层合板力学特性 102.2.1复合材料层合板单层板主方向弹性特性 102.2.2复合材料单层非材料主方向弹性特性 112.2.3复合材料层合板的应变一位移关系 132.3复合材料层合板强度破坏准则 152.3.1最大应力破坏准则 152.3.2 Hashin 破坏准则 162.3.3混合破坏准则 17第3章复合材料干涉连接数值模拟方法 193.1 ANSYS软件求解
14、复合材料结构的功能概述 193.1.1建立复合材料模型 193.2复合材料连接接头应力分析数值模拟 223.2.1模型尺寸和铺层的选择 223.2.2研究方案综述 23第4章 复合材料干涉连接特点 304.1复合材料模型的选定 304.2干涉连接两个载荷步下复合材料层合板应力分析 314.2.1材料主方向最大应力值6 1对比分析 324.2.2垂直材料主方向最大应力值62对比分析 344.2.3平行材料主方向最大剪应力值t 12对比分析.354.2.4垂直板面方向最大应力值6 3对比分析 364.3干涉配合连接和间隙配合连接对比 374.3.1两种连接方式下6 1对比分析 374.3.2两种连
15、接方式下6 2对比分析 384.3.3两种连接方式下t 12对比分析 394.4干涉配合强化机理 40第5章 复合材料干涉连接的影响因素 425.1干涉量对干涉连接的影响 425.1.1干涉量为0.7%时的应力情况 425.1.2干涉量为1.2%时的应力情况 435.1.1干涉量为2%寸的应力情况 445.1.4干涉量对复合材料结构连接的影响 455.2模量比对干涉连接的影响 475.2.1模型材料的选择 475.2.2材料一模型ANSY盼析应力情况 485.2.3材料二模型ANSYS析应力情况 495.2.4结果的分析及探讨 505.3摩擦系数对干涉连接的影响 515.3.1摩擦系数为0.2时的应力情况 51532摩擦系数为0.3时的应力情况 52533摩擦系数为0.4时的应力情况 535.3.4结果的分析及探讨 545.4本章小结 57第6章总结 586.1论文总结 586.2需要进一步研究的问题 58致谢 59参考文献 60攻读学位期间的研究成果 65#第1章绪论第1章绪论复合材料在材料的组成和结构、物理化学特性以及制造工艺等方面，与金 属、工程塑料等传统材料相
