一种基于平均失效指数的复合材料π形胶接连接结构拉伸强度预测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于平均失效指数的复合材料π形胶接连接结构拉伸强度预测方法，包括以下步骤：（1）根据复合材料π形胶接连接结构几何参数建立π接头几何模型；（2）根据整体化复合材料结构的受力情况确定复合材料π接头几何模型的拉伸载荷和边界条件；（3）基于π接头几何模型，通过网格加密获得准确的π接头三维有限元模型，同时保证关键连接面L&U及B上网格均匀，并计算该三维有限元模型在拉伸载荷下的应力分布；（4）提取π接头关键连接面L&U及B上各节点的正轴应力分量值，并计算关键连接面上的失效指数Rij；（5）基于π接头关键连接面L&U及B，分别计算其平均失效指数（6）根据拉伸载荷P0及平均失效指数的最大值，计算可得接头的失效强度值P。本发明专利技术适用于工程应用，可以显著缩短π接头研制周期，降低试验成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于平均失效指数的复合材料π形胶接连接结构拉伸强度预测方法
本专利技术涉及整体化复合材料结构中的典型π形胶接连接结构的拉伸强度预测，适用于航空航天飞行器中广泛使用的复合材料典型π形胶接连接结构。
技术介绍
轻质、高效、低成本复合材料结构应用技术是近年来航空发达国家投入巨资研究的飞行器复合材料结构设计和制造的关键技术。实现轻质、高效、低成本复合材料结构的重要途径是结构的整体化。整体化的结构形式可以大幅度减少各类紧固件和相应的连接装配工作，提高结构的减重效率，并大幅度降低制造成本。同时，整体化结构也具有良好的静力、疲劳、耐久性/损伤容限以及可靠性等特点。如何将两个或两个以上的结构元件连结为一体，并保证连接结构能够承受和传递一定的载荷是整体化结构的重点和难点。采用共固化和共胶接等技术，非平面胶接连接可以将具有一定角度的复合材料结构元件连接在一起，有效降低紧固件数量和装配成本，并可以传递面外载荷，提供良好的力学性能，是实现整体化复合材料结构的有效连接形式。相对于常见的T形、L形、Y形和帽形连接形式，π形胶接连接是一种崭新的非平面连接形式，其结构形式更加复杂，承载能力更高。复合材料π形胶接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于平均失效指数的复合材料π形胶接连接结构拉伸强度预测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤A，基于有限元分析软件ABAQUS，根据复合材料π形胶接连接结构几何参数建立π接头几何模型；步骤B，根据整体化复合材料结构的受力情况确定复合材料π接头几何模型的拉伸载荷和边界条件；步骤C，基于π接头几何模型，通过网格加密获得准确的π接头三维有限元模型及其在拉伸载荷下的应力分布；步骤D，提取π接头关键连接面L&U及B上各节点的正轴应力分量值，并计算关键连接面上的失效指数Rij，其表达式为：Rij=σijSij(1≤i≤j≤3)其中，σij和Sij分别为复合材料的正轴应力分量及...

【技术特征摘要】
1.一种基于平均失效指数的复合材料π形胶接连接结构拉伸强度预测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤A，基于有限元分析软件ABAQUS，根据复合材料π形胶接连接结构几何参数建立π接头几何模型；步骤B，根据整体化复合材料结构的受力情况确定复合材料π接头几何模型的拉伸载荷和边界条件；步骤C，基于π接头几何模型，通过网格加密获得准确的π接头三维有限元模型及其在拉伸载荷下的应力分布；步骤D，提取π接头关键连接面L&U(8)及关键连接面B(9)上各节点的正轴应力分量值，并计算关键连接面上的失效指数Rij，其表达式为：其中，σij和Sij分别为复合材料的正轴应力分量及其许用值；步骤E，基于π接头关键连接面L&U(8)及关键连接面B(9)，分别计算其平均失效指数其表达式为：其中A为关键连接面(8)L&U或关键连接面B(9)，Rij为关键连接面上的失效指数；步骤F，根据拉伸载荷P0及平均失效指数的最大值，计算可得接头的失效强度值P，其表达式为：其中P0为施加在π接头腹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建宇，山美娟，赵丽滨，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：