《复合材料装配技术》课件-任务4.2复合材料机械连接的影响因素

复合材料装配技术复合材料机械连接的影响因素CONTENTS目录被连接件材料参数01紧固件参数02接头几何形状参数03其他影响因素04被连接件材料参数PART01一、被连接件材料参数铺层角度及比例对破坏模式及强度的影响保证连接区有足够的挤压和剪切强度，不应单一角度连接区铺层推荐：±45°>40%；0°>25%；90°=10~25%）挤压破坏[0/45/-45/90/0]S

[90]10—拉伸破坏[0]10——剪切破坏一、被连接件材料参数铺层角度及比例对破坏模式及强度的影响保证连接区有足够的挤压和剪切强度，不应单一角度连接区铺层推荐：±45°>40%；0°>25%；90°=10~25%）凸头紧固件沉头紧固件一、被连接件材料参数连接区的铺层设计，一般遵循以下原则①+45°和-45°应该成对出现或在对称中心平面两侧有等量的+45和-45°层；②±45°铺层应大于40%，0°层应大于25%，90°层应10%~25%；③相同角度的铺层均匀散开铺叠，同一角度的连续铺层应<4层。一、被连接件材料参数连接区的铺层设计，一般遵循以下原则④连接区可局部加厚，以避免孔径与板厚比（D/t）过大，避免紧固件发生破坏，1≤D/t<3。⑤连接区应避免拼接纤维。紧固件参数PART02二、紧固件参数（一）紧固件类型螺栓强度大于铆钉二、紧固件参数（二）紧固件头型：凸头或沉头凸头紧固件沉头紧固件钉头型式对复合材料层合板机械连接强度的影响；D/t=2，e/D=3.6，W/D=7.2，纤维体积分数67%，单一铺层厚0.125mm，拧紧力矩2.5N*m。0/±45/90铺层比例%铺层角极限挤压强度mpa沉头凸头30/60/10[+45/0/-45/0/45/90/-45/0/+45/-45]s919102940/50/10[+45/0/-45/0/45/90/0/-45/0/-45]s87195150/40/10[+45/0/-45/0/90/0/+45/0/-45/0]s9561023二、紧固件参数（二）紧固件头型：凸头或沉头凸头紧固件沉头紧固件尽量用凸头，沉头比凸头强度降低12%注意：防止拉脱沉头板厚>0.6d二、紧固件参数（三）紧固件材质：金属紧固件防止电位腐蚀防止电位腐蚀（碳纤维复材采用钛合金紧固件，不用铝合金紧固件，或用铝紧固件时必须采取湿装配等防腐措施）复合材料与金属构件的接触部位铺覆一层玻璃布，涂胶或涂漆等采用湿装配，还可对铆接中难以完全避免的工艺损伤起到弥补作用。二、紧固件参数（三）紧固件材质：金属紧固件防止电位腐蚀结构胶涂覆金属紧固件结构胶填充CFRP零件金属紧固件螺母湿装配二、紧固件参数（四）紧固件钉杆与被连接件孔采用间隙配合或者也可以镶嵌金属衬套后再用过盈配合金属紧固件间隙配合金属紧固件过盈配合镶嵌金属衬套胶粘剂二、紧固件参数（五）紧固件直径d紧固件直径选择应使满足其强度条件不应发生剪切破坏通常1<D/t<3，可取D=（1.2~2）tIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIF/A<

A=πr2二、紧固件参数（六）垫圈尺寸复合材料一侧铆成非沉头镦头时，镦头下面必须安放金属垫圈金属垫圈金属材料CFRP镦头铆钉头铆钉杆二、紧固件参数（七）拧紧力矩的影响拧紧力矩过大引起层合板损伤接头几何形状参数PART03三、接头几何形状参数（一）机械连接形式单搭接板单剪对接变厚度盖板对接单剪搭接双搭接板双剪对接三、接头几何形状参数（二）钉数及排列形式对连接强度的影响钉的数量多强度大，相同钉数排列形式不同强度不同三、接头几何形状参数（三）复合材料机械连接接头几何参数FP第一排边距Sw板厚t板宽W端距eF被连接板一般受拉伸载荷接头几何参数孔径D端距e或E板宽W板厚t行距P（排距）边距Sw列距Sw/D>5，e/D>3，1<D/t<3，机械连接破坏模式为挤压破坏，接头强度较高三、接头几何形状参数（四）接头几何尺寸为防止复合材料机械连接出现低强度破坏模式，被连接板接头可按下表取值。孔径/板厚D/t端距E边距Sw排距p列距s沉头孔板厚t1~

2≥

3D≥

2.5D≥

4D≥4.

5~6D≥

0.6D2.5D~4D（锪窝深度<0.6t）其他影响因素PART04四、其他影响因素机械连接强度的其他因素IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII载荷因素载荷类型及方向IIIIIIIIIIIIIIIIIIIII