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连接孔垂直度误差对复合材料双钉单剪连接性能的影响
| 论文题名： | 连接孔垂直度误差对复合材料双钉单剪连接性能的影响 |
| 关键词： | 碳纤维复合材料;双钉单剪连接;连接孔;垂直度误差;失效分析;连接性能;汽车车体零件 |
| 摘要： | 碳纤维树脂基复合材料具有比强度高和比模量大、抗疲劳性能好、减振性能好、破损安全性高、耐化学腐蚀等突出优点使其在轻量化设计中脱颖而出。随着其制造成本的下降，越来越广泛的应用在汽车车体结构中。机械连接是复合材料零件装配中最常用的方法，然而制孔破坏了复合材料纤维的连续性，使连接成为结构中最脆弱的一环。有必要深入分析制孔缺陷对复合材料连接性能影响，为结构设计提供理论依据。然而缺少针对连接孔垂直度误差的相应研究，所以本文展开了连接孔垂直度误差对复合材料双钉单剪连接性能影响的分析： （1）首先建立基于Chang-lessard损伤判据准则的渐进损伤模型。该模型考虑了非线性剪切应力应变关系，并且结合了材料性能突降退化的刚度折减方案。渐进损伤模型通过UMAT子程序在ABAQUS中实现，将开孔板拉伸的数值模拟结果和试验结果进行对比，获得较为吻合的结果，验证了渐进损伤模型的正确性。 （2）设计并展开了复合材料双钉单剪连接的拉伸试验，获得复合材料双钉单剪螺钉连接的承载能力和破坏模式，得到垂直度误差对连接性能的影响。通过超景深观测结果对连接的损伤进行评价，研究碳纤维复合材料损伤破坏的机理。通过数值仿真和试验结果对照验证模型的正确性，然后由有限元展开对相关参数的分析。 （3）对复合材料双钉单剪连接钉载分配进行分析，建立了复合材料双钉单剪的三维有限元模型，并且考虑了复合材料的损伤对钉载分配的影响。根据结果分析垂直度误差中倾斜角度和不同模式对钉载分配的影响。 |
| 作者： | 徐茂青 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘学术 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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