复合材料连接装配
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复合材料整体化构件的装配破坏仿真研究宋孟燕;傅向荣;田歌;陈新文;侯日立【摘要】复合材料在固化过程中,由于材料各向异性、铺层非对称不均衡、构件布置不对称,温度改变和固化度的分布不均匀,导致不同程度的固化收缩,使复合材料结构件发生与预期形状不一样的固化变形。
复合材料层合构件发生固化变形后,在装配过程中须进行校正。
对固化变形的校正会增大整个构件的应力水平。
特别在装配点附近的构件连接处,会产生较大的装配应力,对整体构件产生很不利的影响。
本文研究固化变形校正装配的过程,并建立一套考虑固化变形校正装配破坏的分析方法。
研究了复合材料固化变形的机理,并介绍了复合材料分层仿真的界面元方法。
基于以上研究,在复合材料层合结构分析软件ADGS中,建立了一套较完整的复合材料整体化构件的装配破坏仿真分析模型。
%The Curing deformation and stress are formed because of the anisotropic material ,the imbalanced ply stac-king and the asymmetric layout of the components ,as the uneven distribution of and temperature and curing degree of dif-ferent degrees of thermal expansion and curing shrinkage .The composite laminated component should be calibrated at the assemble points after the curing deformation process , which increased the stress level of the component especially for the joints area near the assemble point .It has a detrimental effect on the assembly process .In this paper,the affect of curing deformation process in assembly process and building a reasonable analysis method based on the curing deformation process is studied.The mechanism of curing deformation is studied and the use of the interface element in the simulation of the com -posite component isdescribed .Based on the theory ,a relatively complete analysis method of the simulation process of com-posite integrative component is proposed based on the ADGS software .【期刊名称】《纤维复合材料》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】6页(P21-26)【关键词】复合材料;固化变形;分层仿真;装配应力【作者】宋孟燕;傅向荣;田歌;陈新文;侯日立【作者单位】中国农业大学土木工程系,北京100083;中国农业大学土木工程系,北京100083;中国农业大学土木工程系,北京100083;北京航空材料研究院,北京100095;空军第一航空学院航空修理工程系,河南信阳464000【正文语种】中文复合材料层合结构在制造过程中,需要经过预浸料到结构件的固化过程。
飞机复合材料结构的装配连接技术◎陈健(作者单位:中航通飞华南飞机工业有限公司)与普通的材料相比,复合材料有较高的强度、很好的比模量及较小的热膨胀系数,且复合材料的抗震性及抗疲劳能力很强,相对来说有很高的延展性,并且可设计性十足。
所以在飞机制造领域,复合材料得到高度认可和广泛应用。
一、基本装配连接技术分类1.胶接技术。
胶接技术顾名思义就是用胶粘剂将复合材料的零件连接起来,从而使复合材料变成不可以拆分的牢固的整体,相对于其他连接技术来说,此种方法比较简单实用,在很多领域的应用也比较广泛。
胶接的工艺也具备很多优势,如生产周期短、工艺较简单,且其拥有美观大方及光滑的外表。
可以减少符合材料由于钻孔施工等产生疲劳龟裂的现象,且胶接之后会有胶层,可以防腐蚀和绝缘。
与其他材料相比,胶接技术使用的材料阻尼较高,且具备很强的防振和降噪功能。
但是此种方法也存在一定缺陷,主要包括无法检测胶接的强度、胶接材料容易老化等,且其受环境影响比较大,连接质量无法得到有效保证。
2.机械连接技术。
机械连接技术的种类有很多,主要包括铆接、螺接及专用的紧固件连接等,原理是将复合材料按照设计进行开孔,之后与对应的零部件连接到一起。
此种技术的应用优势有连接之后强度较大,而且可以承担的载荷很高,具有一定的抗剥离性,从而安全性更高。
机械连接之后的连接件可以进行拆分,对于重复性装配来说比较容易,后期维修更加便捷,并且可以随时检查连接质量。
但是机械连接法也有一些缺点,如钻孔困难,对道具的磨损速度很快,在出口部位容易出现分层的现象,钻孔周围的强度降低。
同时在对复合材料进行连接时,容易造成其不同程度的损伤,且技术紧固件容易被腐蚀,需要采取有效措施对其进行保护。
3.混合连接技术。
混合连接技术是胶接技术与机械连接技术的结合,以上两种技术的融合使用要求其保持高度一致的变形,从而可以同时承受载荷,使经过连接的部位可以拥有更强的耐久性和承担载荷的能力。
两种技术的结合使用可以很好地规避各自存在的缺点,能使连接件的安全性得到有效提升,通常情况下,两种技术的结合经常被用来对胶接剥离性进行改善及胶接维修等。
装配预紧力对复合材料连接件疲劳行为的影响刘学术*, 王学尧(大连理工大学 汽车工程学院,辽宁 大连 116024)摘要:随着复合材料在航空、汽车等领域的广泛应用,螺栓连接作为结构设计中的重点,一直以来都是国内外学者研究的热点。
螺栓装配预紧力改变了复合材料连接件的孔边受载情况和结构整体的载荷分配,能够对结构的强度与寿命起到增益作用。
本工作以螺栓孔的变形量为结构疲劳性能的衡量标准,用液压疲劳机研究装配预紧力对复合材料连接件疲劳性能的影响以及疲劳循环过程中的预紧力退化。
结果表明:预紧力的大小与不均匀性较大程度影响了结构的孔变形以及疲劳寿命,在一定范围内,装配预紧力越大,结构抗疲劳性能越强;螺栓的预紧力退化受到初始预紧力大小、垫片类型以及加载频率等多方面因素的影响,初始预紧力越小,结构预紧力退化越严重。
关键词:复合材料;预紧力;预紧力退化;孔变形doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000146中图分类号:TB33 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2023)03-0116-08Influence of assembly preload on fatigue behavior of composite connectorLIU Xueshu*, WANG Xueyao(School of Automotive Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China)Abstract: With the widespread application of composite materials in aviation, automotive and other fields, bolted connection, as the key focus in structural design, has always been a hot research topic for the scholars both at home and abroad. The pre tightening force of bolt assembly changes the loading situation at the hole edge of composite material connector and the overall load distribution of the structure, which can play a beneficial role in enhancing the strength and lifespan of the structure. This research took the deformation of bolt hole as the measurement standard for structural fatigue performance, the hydraulic fatigue machine was used to study the effect of assembly preload on the fatigue performance of composite material connector and the degradation of preload during the fatigue cycling. The results show that the magnitude and non-uniformity of the preload greatly affect the hole deformation and fatigue life of the structure. Within a certain range, the larger the assembly preload, the stronger the fatigue resistance of the structure. The degradation of pre tightening force of the bolt is influenced by various factors such as the initial pre tightening force, gasket type, and loading frequency. The smaller the initial pre tightening force, the more severe the degradation of structural pre tightening force.Key words: composite materials;preload;preload degradation;hole deformation复合材料因比模量大、强度高、抗疲劳耐腐蚀、可设计性强等诸多优越的性能被广泛应用于航空航天、汽车工业、能源工程、化工等领域,特别在航空航天领域的应用发展更为迅速,复合材料在现代飞机结构上的应用水平已经成为衡量飞机先进性的一个重要指标[1]。
装配式建筑复合材料在装修装饰工程中的应用探析随着社会的不断发展,大家对居住环境的要求越来越高。
谁不想住得舒适又漂亮呢?这时候,装配式建筑就成了不少人眼中的“宝贝”。
简而言之,装配式建筑是把建筑的部分结构和装饰材料提前做好,然后像拼图一样在工地上快速组装起来。
这种方式不仅提高了建筑速度,还是环保节能的好选择。
最有意思的就是,装配式建筑的材料里,竟然有些是复合材料!你可能会想,这复合材料到底是什么玩意儿?听起来好高大上,实际上它就是将两种或者两种以上的不同材料通过技术手段结合起来,优势互补,发挥更大的作用。
所以,今天我们就来聊聊这些复合材料如何在装修装饰中发挥作用,帮大家打造一个又美观又实用的家。
说实话,这复合材料真的不简单。
在传统装修中,咱们要么就是木材、石材,要么就是瓷砖、涂料,材料虽多,但大多数都是各自为战,缺少协作。
而复合材料就不同了,它能将不同的材料优势集中在一起,像是给装修工程装上了“超级引擎”。
比如说,复合木材就把木材的自然纹理和塑料的耐用性结合在一起,既保留了木材的美感,又不容易受潮变形,真的是“取长补短”。
而像石膏复合板,轻便又有隔音效果,简直是那些城市里住得有点拥挤的人们的救星。
装修时,贴个复合板,不仅看上去整洁、现代,隔音效果也好,晚上睡觉都不怕楼上的“舞蹈团”又在开party了。
说到装配式建筑复合材料在装修中的应用,咱们不得不提一下它的优势。
施工速度那是相当快。
大家都知道,装修一个家,时间长了简直让人心累。
而用复合材料做装饰就不一样了,板材早早就预制好,现场一拼就成,效率高得让人都不敢相信。
再加上复合材料相对轻巧,运输也方便,施工人员的劳动强度大大减少,真的是省时又省力。
你想啊,拿个铲子去刷油漆、铺瓷砖,一天天的工作就像是“日复一日,年复一年”,累不说,还容易出问题。
而用了复合材料后,不仅可以减少人力物力的投入,工程质量也能保证,真是让人省心。
复合材料的外观真的是不折不扣的“颜值担当”。
一、先进复合材料装配工艺复合材料的实际应用性能比金属材料的应用性能要高很多,但是机械设备的制造中,没有得到广泛的应用,主要导致这种现象的原因就是复合材料的投入成本比较高,对加工技术也有非常严格的要求,普通加工方式无法对复合材料进行加工处理,如果操作不当很可能会对材料造成损坏。
1.复合材料加工中常见的缺陷。
复合材料装配工艺主要的内容就是制孔和连接,这两项工作之间有着密切的联系,如果制孔的过程中,孔的质量不满足材料装配的要求,则也会对连接部位的接头使用情况造成影响,会在一定程度上缩短接头使用年限。
如果孔的大小,形状、表面质量等与实际制孔要求不符,那么也影响了连接部位的稳定性,很容易在使用的过程中出现算坏的现象,许多复合材料都会出现这种问题,而芳纶类复合材料更容易发生这种情况,在实际应用的过程中需要注意。
2.先进复合材料制件装配工艺。
(1)复验复合材料制件。
交付的复合材料制件必须符合图纸和零件交付状态。
(2)预装配修合。
许多复合材料零件设备制作的过程中都会按照相关图纸来制作,尺寸大小也是按照图纸设计来制作的。
而实际的零件制造中,会考虑到与其他零件之间的协调性,通常都会在零件的边缘位置留出一定的余量,在该零件制作完成后会将其安装到实际装配的设备中,找到准确的位置进行对比,然后将边缘余量清理掉,保证零件符合实际的应用需求。
在实际操作的过程中,很容易出现断层、掉落或者是纤维拉出的现象,这是由于复合材料的节本基础性质导致的,所以进行边缘余量的清理工作时,一定要采用科学法方法、使用专业的设备来进行相关操作。
(3)制孔,锪窝。
为了获得良好的孔径,满足装配要求,制孔时应注意下列关键工艺。
制孔前准备与金属材料制孔不同,复合材料制孔要求使用一次性支撑底板或钻孔垫板,垫板的材料最好与制件的材料相同,也允许使用其他材料。
垫板必须稳稳地夹紧于制孔件的背面,需要时填一层适用的填料,确保复合材料制件与垫板制件空隙完全填充,这样可以有效地防止钻孔件出口端表面剥落和纤维损伤缺陷。
十大装配式建筑施工技术解析装配式建筑施工技术已经成为当今建筑行业的一个热门话题。
它以其快速、高效、环保等优势,吸引了众多开发商和设计师的关注。
本文将从不同的角度解析十大装配式建筑施工技术,探讨其特点和应用。
一. 钢结构装配式建筑施工技术钢结构装配式建筑是指将钢材进行预加工制作,然后在现场进行组装安装的一种建筑技术。
它具有轻质、高强度、抗震性能好等优势,并且可以实现模块化生产,大大提高了施工效率。
二. 混凝土预制组件装配式建筑施工技术混凝土预制组件是指在专门生产线上制造出来的构件,在现场进行组装安装。
这种技术可以提前完成对构件的加固、防水等处理,避免了传统现浇混凝土施工中存在的一系列难题。
三. 板材拼接式装配式建筑施工技术板材拼接式装配式建筑是指使用板材作为主要承重结构,通过拼接和连接技术进行模块化施工的一种建筑技术。
这种技术可以灵活地应对各种建筑形式的要求,并且在施工过程中产生的噪音和污染相对较少。
四. 墙体空心砖装配式建筑施工技术墙体空心砖装配式建筑是指使用空心砖作为主要构件,通过组装进行建筑施工的一种技术。
使用墙体空心砖可以提高整个建筑的隔音效果和保温性能,并且通过预制加工,大大缩短了施工周期。
五. 复合材料装配式建筑施工技术复合材料是指由两种或多种不同材料复合而成的一类新型材料。
采用复合材料进行装配式建筑施工可以充分发挥各种材料的优势,同时实现轻质化、耐久性好等特点。
六. 玻璃幕墙装配式建筑施工技术玻璃幕墙作为现代城市建筑的标志性元素之一,其安全性和美观度都对于一个城市的形象有着重要影响。
使用玻璃幕墙装配式建筑施工技术可以保证施工质量和速度,并且提高了建筑的节能性能。
七. 厨卫间及设备装配式建筑施工技术厨卫间及设备是一个住宅或者公共建筑中不可或缺的部分。
采用装配式建筑施工技术可以实现预制加工,减少现场施工时间,提高施工质量和安全性。
八. 空调管道与电缆线路装配式建筑施工技术空调管道和电缆线路是一个建筑物中必不可少的基础设施。