碳纤维增强复合材料螺栓连接力学特性分析

摘要

针对碳纤维增强复合材料（CFRP）螺栓连接承受横向载荷时的变形以及受载情况，基于三维Hashin失效准则，建立了CFRP板钛合金螺栓连接抗拉强度预测模型，将CFRP板螺栓连接从加载开始到彻底破坏的载荷-位移曲线划分为静止阶段、滑移阶段、完全滑移阶段、螺栓杆承载阶段和破坏阶段共5个阶段，对每个阶段接触状态以及载荷传递方式进行了分析，研究了螺栓连接处在不同阶段弯矩、剪力的大小以及分布，并分析了CFRP板厚与螺栓预紧力对连接强度、连接处弯矩和剪力的影响.结果表明，螺栓连接处在滑移阶段和完全滑移阶段弯矩和剪力理论计算与仿真结果的最大误差不超过20%，在螺栓杆承载阶段和破坏阶段最大误差不超过15%.

关键词

CFRP / 螺栓连接 / 数值模拟 / 横向载荷 / 力学特性