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時間:2011-02-10 15:57來源:藍(lán)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(yīng)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(yīng)擠壓破壞;曲線轉(zhuǎn)折處對應(yīng)破壞形式由拉伸破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓破壞;對應(yīng)的試樣寬度 2與釘孔直徑 3之比, 2,3為 &—.。由此可導(dǎo)出,邊距 01應(yīng)不小于 3。間距 0 401應(yīng)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(qiáng)復(fù)合材料層合板螺栓接頭,孔徑 3尺寸對凈剖面拉伸強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度的影響很小。對碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的擠壓強(qiáng)度幾乎也沒有影響,但對玻璃纖維和芳綸增強(qiáng)復(fù)合材料,模量較低,在 3,6 75時,擠壓強(qiáng)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(yán)重彎曲而使擠壓應(yīng)力分布不均勻、螺栓松動預(yù)緊力減小,從而使連接強(qiáng)度下降。建議 "應(yīng)取 % &。(’)機(jī)械連接層合板接頭幾何參數(shù)選擇建議為防止復(fù)合材料機(jī)械連接出現(xiàn)低強(qiáng)度破壞模式,并具有較高的強(qiáng)度。(&)螺栓擰緊力距確定
螺栓擰緊力矩是影響連接強(qiáng)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(yàn)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(yīng)查手冊得到。
(()機(jī)械連接破壞模式及其預(yù)防措施機(jī)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(jī)械連接疲勞特性碳 "環(huán)氧材料機(jī)械連接疲勞特性,有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可以看出,機(jī)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(jì)
多釘連接是重要的機(jī)械連接。與單排釘連接設(shè)計(jì)不同,多釘連接設(shè)計(jì)是一個連接區(qū)設(shè)計(jì)。本節(jié)討論板一板平面多釘連接設(shè)計(jì)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(jì)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(fù)雜多釘連接、復(fù)雜多釘連接具有明顯而嚴(yán)重的力的集中與分散問題。
一、多釘連接區(qū)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
多釘連接區(qū)設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
()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(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)完整性要求。同時,考慮成本因素,應(yīng)盡量減少制造和裝配的復(fù)雜性。
(0)設(shè)計(jì)依據(jù)是設(shè)計(jì)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(yīng)變水平。

(1)釘載分配和連接區(qū)設(shè)計(jì)兩個設(shè)計(jì)要點(diǎn)相互關(guān)聯(lián),應(yīng)綜合進(jìn)行設(shè)計(jì)。在拉伸或壓縮載荷作用下,多釘連接區(qū)螺栓應(yīng)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(jì)、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(yīng)力水平,可獲得高連接效率的多釘連接設(shè)計(jì)。


(’)連接區(qū)結(jié)構(gòu)修理一般采用搭接板補(bǔ)強(qiáng)修理。
•’’)•

 
二、多釘連接釘載分配分析
多釘連接釘載分配是機(jī)械連接應(yīng)力分析的前提,但準(zhǔn)確計(jì)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(fù)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(diǎn):層合件強(qiáng)度和剛度性能具有方向性,即不同釘載方向?qū)?yīng)不同的層合板性能
(含擠壓強(qiáng)度);再有,層合板應(yīng)力應(yīng)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(fù)合材料層合件多釘機(jī)械連接釘載分配分析是相當(dāng)復(fù)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(jì)方法。多釘連接設(shè)計(jì)的半經(jīng)驗(yàn)方法較為常用的是 "年 %&’(—)*+(,提出的方法。采用理論分析或經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的較為重要的機(jī)械連接部位,都必須進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,以證實(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)的有效性為了操作簡便和減少費(fèi)用,大多數(shù)機(jī)械連接試驗(yàn)采用單釘或雙釘?shù)群穸劝暹B接試驗(yàn)。連接試驗(yàn)數(shù)據(jù)用于多釘機(jī)械連接設(shè)計(jì)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(dāng)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(jī)械連接試驗(yàn)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(qiáng)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(yàn)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(fù)雜化。“旁路”載荷是由鄰近緊固件引入的載荷。緊固件孔的應(yīng)力受到擠壓應(yīng)力與“旁路”載荷應(yīng)力的聯(lián)合作用而增加。對于“旁路”載荷應(yīng)力可通過一個包含非加載孔的板承受拉伸載荷進(jìn)行分析得出。在 %&6—)*+(,方法中引用了一個重要的連接
•..•
 
接頭效率系數(shù)整理連接試驗(yàn)數(shù)據(jù),以獲得對連接設(shè)計(jì)有益的指導(dǎo)。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(yàn)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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