专利名称：一种复合材料湿装配连接处材料性能的处理方法
技术领域：
本发明属于复合材料技术，涉及对复合材料结构机械连接湿装配工艺的一种复合材料湿装配连接处材料性能的处理方法。
背景技术：
复合材料的各向异性和脆性特点，使得其破坏形式与金属材料差别较大，在连接处由于其材料脆性，不会像金属材料那样发生屈服使得应力分散，其钉孔承载不均匀，其破坏往往形式多样。目前，复合材料结构机械连接中普遍采用湿装配工艺，其装配工艺的好坏对于连接处的应力分布也有很大的影响。如胶层硬度、拧紧力矩对复合材料结构机械连接的影响是应当注意的影响因素，但目前很少有对于这两个影响因素的具体分析方法和结果分类处理方法。
发明内容
本发明的目的是提出针对湿装配胶层硬度和螺栓拧紧力矩影响的一种复合材料湿装配连接处材料性能的处理方法。本发明的技术方案是( I)带孔层板模型几何尺寸以层板模型上孔的直径d为基准,在连接件载荷方向上的模型长度L的一半大于4d，即L/2彡4d，在垂直载荷方向上的层板模型宽度w的一半大于2. 5d,即W/2彡2. 5d，层板模型在载荷方向上的一端进行约束；(2)元素类型和尺寸元素选用六面体元，在过渡区域或者圆角区采用五面体元，在六面体元中，长宽比或长高比或宽高比为I : I 10 : I ;(3)三维复合材料铺层属性的处理采用MSC/NASTRAN软件中三维各向异性的材料属性卡模拟复合材料各铺层的属性，区别复合材料单向带中45度铺层和-45度铺层，将O度铺层的三维各向异性的单向带铺层的元素值转换为复合材料单向带中45度铺层、-45度铺层和90度铺层材料刚度矩阵
权利要求
1.一种复合材料湿装配连接处材料性能的处理方法，其特征是， (1)带孔层板模型几何尺寸 以层板模型上孔的直径d为基准，在连接件载荷方向上的模型长度L的一半大于4d，即L/2≥4d,在垂直载荷方向上的层板模型宽度w的一半大于2. 5d,即W/2≥2. 5d,层板模型在载荷方向上的一端进行约束； (2)元素类型和尺寸 元素选用六面体元，在过渡区域或者圆角区采用五面体元，在六面体元中，长宽比或长高比或宽高比为I : I 10 : I ; (3)三维复合材料铺层属性的处理 采用MSC/NASTRAN软件中三维各向异性的材料属性卡模拟复合材料各铺层的属性，区别复合材料单向带中45度铺层和-45度铺层，将O度铺层的三维各向异性的单向带铺层的元素值转换为复合材料单向带中45度铺层、-45度铺层和90度铺层材料刚度矩阵
2.根据权利要求I所述的一种复合材料湿装配连接处材料性能的处理方法，其特征是，所述的元素选用8节点的六面体元，在过渡区域或者圆角区采用6节点的五面体元。
全文摘要
本发明属于复合材料技术，涉及对复合材料结构机械连接湿装配工艺的一种复合材料湿装配连接处材料性能的处理方法。本发明对胶层硬度和拧紧力矩在复合材料结构机械连接湿装配工艺中的影响进行了分析，分别对材料层板模型、胶层模型和螺栓模型进行分析，绘制出复合材料板孔边环向及径向应力曲线，给出了一种复合材料孔边应力的分析方法和工程化的应力处理方法，解决了湿装配工艺中胶层硬度、螺栓拧紧力矩对复合材料孔边应力集中影响的分析手段不足的问题，提供了复合材料孔边应力提取和处理的方法，可以帮助工程技术人员对孔边应力集中进行直观的判断，有较高的工程应用价值。
文档编号G06F17/50GK102682170SQ20121014637
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者刘宗晖, 李龙彬, 谭申刚, 郑洁 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所