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经过20多年的发展,我国复合材料已经在连接、制孔、紧固件、装配工艺等方面取得较大的进展;随着飞机用复合材料量的增多,加工连接的工作有较大增长。另外,要满足飞机日益增长的新材料、新结构、新功能的要求,因此,复合材料的技术应用水平的提高,要求连接技术应有较大的发展,才能跟上复合材料的发展速度。
层合板失效更为复杂,这里采用经典层合板理论估算每层的应力,采用复合的应力判据来预测每层内的失效。实际上,层板中孔的影响由于边缘效应而变得更加复杂。孔的边缘存在着层板面内方向加载|起的层间剪应力区。
对于热塑性材料,聚合物的长链主要由次化学键相互连接。加热时,这些键会断裂,链与链之间可以相对移动。因此,热塑性复合材料可以加热软化或熔化,也可以焊接。热塑性复合材料也可以通过机械连接或胶接。
树脂基复合材料虽具有一般复合材料不具备的优点,但它也存在一定的弱点,如比较脆(断裂伸长率仅为1%~ 3%)、层间强度低、抗冲击能力差,复合材料在加工连接时必须解决安装损伤、容易被拉脱、安装载荷的不一致性、孔周应力高度集中等问题,复合材料的装配还要考虑腐蚀等问题,飞机复合材料结构中大量采用了电磁兼容、隐身等结构,这些结构对加工连接以及装配中的制孔质量、所用紧固件、连接装配方法提出更高的要求。因此,复合材料加工连接的好,将直接影响复合材料结构设计的思想、制造质量、生产效率,甚至限制复合材料的应用水平。
(1)连接几何:复合材料典型的螺栓连接有单搭接和双搭接剪切连接。单搭接连接在受到拉伸载荷作用下会发生弯曲。这是因为加载面与连接的对称面不共面,而产生了弯矩。虽说连接的几何形态取决于零件的功能和几何形状,采用双搭接连接可以减缓弯矩与变形。
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