【摘要】：隨著復(fù)合材料在航空和航天結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的日益廣泛，不可避免的出現(xiàn)了復(fù)合材料的連接問題。復(fù)合材料層合板的連接分為兩類，一類為膠接，一類為機(jī)械連接。兩種連接有都各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，機(jī)械連接是傳遞力學(xué)載荷的主要方式。由于層合板中存在螺栓孔，容易引起應(yīng)力集中而發(fā)生破壞。對(duì)機(jī)械連接條件下的復(fù)合材料板進(jìn)行應(yīng)力分析，可以說是可靠性設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。由多螺栓連接的復(fù)合材料連接件，其應(yīng)力分布受材料的各向異性、螺栓孔的位置、被連接板的幾何尺寸、所施加的載荷、螺栓材料、螺栓與螺栓孔的間隙等因素的影響。 致力于用各向異性板復(fù)變函數(shù)解法中的勢(shì)函數(shù)與變分原理相結(jié)合的方法，計(jì)算多螺栓連接條件下，均勻厚度的復(fù)合材料板單面連接或雙面搭接時(shí)，在一定的力學(xué)載荷下，層板與螺栓的接觸區(qū)域和接觸應(yīng)力，以及釘載分配。 本文方法為數(shù)值解析方法。所引用的復(fù)勢(shì)函數(shù)為級(jí)數(shù)形式，由列赫尼茨基提出，它自動(dòng)滿足協(xié)調(diào)條件。在復(fù)合材料板上，每個(gè)螺栓孔邊的位移和應(yīng)力，都可以在局部坐標(biāo)系下，通過形式相同的勢(shì)函數(shù)表示出來。同時(shí)栓板的接觸力和邊界約束產(chǎn)生的力以級(jí)數(shù)表示。之后，應(yīng)用最小勢(shì)能原理，也就是勢(shì)能的最小化：勢(shì)能的一階變分為零，使之滿足連接板和螺栓的平衡條件、邊界條件。根據(jù)每塊板的和螺栓的平衡條件和邊界條件，形成一個(gè)大型矩陣方程，求取該矩陣方程中的未知系數(shù)，然后根據(jù)迭代過程，使該矩陣方程的解收斂。據(jù)此可求出螺栓和連接板的接觸應(yīng)力和接觸區(qū)域，以及螺栓間的釘載分配。 計(jì)算結(jié)果表明，該計(jì)算方法所得到結(jié)果是可以接受的。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH131.3

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本文編號(hào)：2726739