(1)釘載分配和連接區設計兩個設計要點相互關聯,應綜合進行設計。在拉伸或壓縮載荷作用下,多釘連接區螺栓應力受擠壓和旁路載荷共同作用支配。通過搭接區鋪層設計、合理幾何形狀和尺寸確定、以及調整 *"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計。
(’)連接區結構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。結構多釘連接靜力分析內容與過程。連接部位所受的外力由總體結構分析給出。()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,即不同釘載方向對應不同的層合板性能
(含擠壓強度);再有,層合板應力應變關系直至破壞近乎是一條直線,呈現出顯著的線彈性特征,沒有金屬材料呈現的屈服現象,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計方法。多釘連接設計的半經驗方法較為常用的是 "年 %&’(—)*+(,提出的方法。采用理論分析或經驗方法進行設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構的完整性。
(-)單釘(或雙釘)連接試驗數據的有效性為了操作簡便和減少費用,大多數機械連接試驗采用單釘或雙釘等厚度板連接試驗。連接試驗數據用于多釘機械連接設計的有效性,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定的(不出現失穩)。
"單排釘連線與載荷方向平行情況(單排多釘串聯情況)雙釘串聯連接試樣拉伸試驗結果表明,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。三釘串聯連接時釘載分配不均勻性會加劇。因此,串聯釘數以 -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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接頭效率系數整理連接試驗數據,以獲得對連接設計有益的指導。連接接頭效率系數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:
規則多釘連接區,各排釘的承載比例主要與連接件之間的相對剛度有關,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合作用。搭接板斜削度依具體結構尺寸、傳遞載荷大小和連接螺栓布局而定。
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