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《中国航空学报》2022,35(9):354-365
Interference fit has advantages in improving fatigue behaviors of composite bolted joints; however, interference fit bolt insertion tends to cause damages in laminates weakening joint mechanical properties. Therefore, an experimental study was conducted to investigate bolt insertion damages of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP)/CFRP interference fit bolted joints. Mechanical behaviors of joints were also evaluated experimentally under both quasi-static loads and cyclic loads. Scanning Electron Microscope (SEM) and high-resolution X-ray micro-CT scan were used to examine micro damages in laminates. Damage and failure behaviors of joints were characterized. The results demonstrated that the hole entrance in upper laminate and the laminate boundary near the hole wall were the most critical regions for damages during bolt insertions. However, the influence of those damages on quasi-static failure loads and fatigue failure modes of joints was minimal. Delamination and matrix cracking occurred first in laminates following fiber and matrix fracture in quasi-static tensile tests. Interference fit could improve the fatigue resistance of the laminate hole; however, the bolt seemed to suffer a more critical local fatigue loading condition. This paper can contribute to composite structure designs, especially in understanding damage and failure behaviors of composite bolted joints. 相似文献
284.
轴向压缩性能一直是复合材料力学性能评价表征研究的难点。本文以国产T800级、M40J级碳纤维复合材料为研究对象,从试验研究、机理分析、计算模拟等角度,系统对比并分析了四种常用复合材料压缩性能测试方法的优劣与适用性,提出了优化的测试条件。试验与模拟结果表明,剪切加载方法(GB/T 3856—2005)易产生应力集中造成试样提前破坏,使压缩强度测试结果相比美标剪切加载方法(ASTM D3410—2016)降低约9%;端部加载(SACMA SRM 1R—94)测试结果较美标剪切加载和联合加载方法(ASTM D6641—2014)高3%~6%。测试条件优化研究中发现,加强片材质对破坏模式影响较大,强界面高强度复合材料适宜采用金属加强片,弱界面低强度复合材料适宜采用玻璃钢加强片。分析试样断口形貌,剪切加载和端部加载方法都可以观察到单向复合材料以纤维“跪折”为主的破坏模式。从测试结果和破坏模式来看,端部加载方法是较优的压缩强度测试方法。 相似文献
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286.
287.
《中国航空学报》2022,35(10):195-207
Phased-Mission Systems (PMS) are widely applied in aerospace, telecommunication and intelligent systems for multiple, consecutive and non-overlapping phases of missions. The phase-dependent stresses and system structure cause some difficulties to the reliability analysis of PMSs. In this paper, we analyze the physical isolation effects on the degradation speeds and across-phase damage accumulations of failure mechanisms. And, some corresponding reliability and unreliability formulas are derived. Besides, a hierarchical Binary Decision Diagram (BDD)-based modeling method is proposed for incorporating functional and physical isolation effects into BDD models, and the analytical method with phase algebras is introduced for studying the failure behavior of PMS with functional dependence. In the case study, we evaluate the collision avoidance system of a fixed-wing unmanned aerial vehicle as an example to demonstrate the proposed modeling and analysis method. Results show that the physical isolation effects have significant influences on the degradations of components, which deserves detailed analysis for a more practical and realistic PMS’s failure behavior. 相似文献
288.
根据2003-2004年多个地点的桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)监测数据和室内恒温条件下发育历期观察结果,采用地理信息系统技术和发育历期模型的方法,研究了广东省杨桃园桔小实蝇成虫2个发生高峰期地理分布规律和发生期预测技术.结果表明,广东省桔小实蝇成虫年度第1个发生高峰期呈现由南向北、由西向东逐渐推迟的趋势,而最后一个发生高峰期基本表现为由北向南、由东向西逐渐推迟的规律.第1个高峰最早是3月20-24日出现在湛江地区,最迟是4月28日-5月1日出现在梅州、潮州、揭阳部分、汕头部分、韶关西北部的几个县区和清远东部的山区.最后一个高峰期出现时间和地区规律基本上与第1个高峰期相反.建立了当代桔小实蝇成虫发生高峰期预测下一代成虫发生高峰期的模型.对这2种预测方法的检验结果表明,两者均能较为准确地预测出相应的桔小实蝇成虫发生高峰期. 相似文献
289.
大型火箭舱段间的复合材料端框连接主要由径向螺栓连接和轴向螺栓连接组成,设计了不同铺层和几何尺寸的连接试验件,并通过试验获得了失效载荷和失效形式。然后,选择了3种渐进损伤方法进行了连接结构的失效预测,并将预测结果与试验结果进行比较,结果表明:采用基于细观力学的复合材料渐进损伤方法,15组径向连接试验件失效载荷计算误差最大为17.3%;4组轴向连接失效载荷计算误差最大7.4%;预测的失效形式与试验结果接近,为连接结构确定了合适的失效预测方法。采用数值分析结果揭示了复合材料单向层的主要失效模式。为复合材料端框连接的设计研究提供了可用的失效预测方法及详细的失效模式分析结果。 相似文献
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碳纤维增强复合材料(CFRP)内部损伤的不确定性及异质材料多模式损伤耦合的复杂特性,严重制约了构件的低冗余设计以及在苛刻环境下的长寿命可靠应用。随着试验和数值模拟手段的不断进步,有力推动了碳纤维增强复合材料力学性能退化及失效过程的研究,本文在总结国内外复合材料损伤行为研究的基础上,概述了静态、冲击、疲劳载荷以及湿热环境对CFRP损伤演化及失效行为的影响,对CFRP的多种损伤模型、试验方法及所取得的成果进行归纳,并展望了高精度仿真预测建模分析及各向异性材料复杂损伤模式的损伤机理分析等方面的研究发展趋势。 相似文献