飞机结构紧固件孔冷挤压残余应力场分布数值模拟研究

针对大型飞机研制过程中冷挤压强化技术的应用,限于当前的测量技术的发展,基于ABAQUS商用有限元软件建立了3D有限元模型用以研究冷挤压后带孔圆板残余应力场在三维空间中的分布,并分析说明了采用该3D有限元模型进行数值模拟的可行性和精确度。结果表明:残余应力场沿板厚度方向的分布存在着3个典型的区域,不同区域对于挤压量的响应不同;挤压量的变化对于单孔圆板接近上表面的孔壁区域影响最大,较大的挤压量会使得这一区域切向残余压应力场不再存在。     

薄层复合材料螺栓连接结构渐进失效机制试验研究

分别采用单搭接结构和双搭接结构研究了薄层复合材料层压板螺栓连接接头准静态拉伸加载渐进挤压损伤失效的过程。通过中断测试的方法利用X射线Micro-CT和扫描电镜（SEM）观察了拉伸加载过程中薄层层压板连接区域在特殊加载位置的损伤形式和变形特征。结果显示薄层层压板渐进失效过程主要损伤形式和传统厚度复合材料层压板相比基本一致,主要包括纤维断裂、基体开裂、纤维扭折和纤维/基体脱胶。然而,在传统厚度层压板复合材料中常见的失效方式即在挤压失效平面区域和拉伸失效平面区域广泛存在的分层损伤并未出现,这主要是薄层复合材料对初始损伤裂纹有效抑制的结果。由于损伤抑制作用,薄层层压板可在加载过程中承受更高的挤压载荷,具有更大的损伤容限。