装配间隙对复合材料构件弯曲疲劳性能的影响研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20210928.016

复合材料科学与工程 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (9): 99-106.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20210928.016

装配间隙对复合材料构件弯曲疲劳性能的影响研究

葛恩德¹, 尚艳伟², 刘学术^2*, 李汝鹏¹

1.上海飞机制造有限公司,上海 200436;
2.大连理工大学汽车工程学院,大连 116024

收稿日期:2020-10-26 出版日期:2021-09-28 发布日期:2021-10-13
通讯作者: 刘学术(1977-),男,博士,副教授,主要从事复合材料制作连接装配性能方面的研究,liuxs@dlut.edu.cn。
作者简介:葛恩德(1982-),男,博士,高级工程师,主要从事飞机先进制造装配技术方面的研究。

Influence of assembly gap on fatigue performance of composite components under bending load

GE En-de¹, SHANG Yan-wei², LIU Xue-shu^2*, LI Ru-peng¹

1. Shanghai Aircraft Manufacturing Co., Ltd., Shanghai 200436, China;
2. School of Automotive Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China

Received:2020-10-26 Online:2021-09-28 Published:2021-10-13

摘要/Abstract

摘要： 各向异性的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)制件固化后极易产生翘曲变形,装配连接时在贴合面处会产生装配间隙并对构件的力学性能产生影响。为探究不同装配间隙尺寸对CFRP构件弯曲疲劳性能的影响规律,以CFRP制件为试验对象,以电子万能试验机和SD100液压疲劳试验机为平台,通过对比含不同尺寸装配间隙的复合材料构件失效过程及疲劳寿命,揭示装配间隙尺寸对复合材料构件弯曲疲劳性能的影响规律。研究发现:装配间隙直接影响复合材料构件的受载失效过程,并导致构件疲劳性能下降;在一定间隙高度内增大间隙长度能够提高复合材料构件的疲劳寿命,间隙高度的增加对复合材料构件疲劳寿命的影响极大。

关键词: 碳纤维增强树脂基复合材料, 装配间隙, 三点弯曲, 疲劳

Abstract: Geometrical deformation of composite component is usually unavoidable due to the anisotropic properties of carbon fiber reinforced plastics (CFRP) after curing, which introduces gaps at the matching surfaces during assembly. Mechanical performance of the composite structure is consequently affected. To investigate the influence of assembly gap on fatigue performance of composite structures under bending load, experiments are designed and conducted, which involves the usage of electronic universal testing machine and hydraulic fatigue machine as well. It was found that the assembly gap has great influence on failure process of composite structure under bending load condition and decreases their fatigue life as a result. Moreover, when the height of assembly gap falls into certain span, the fatigue life increases with the increasing of gap length. Compared to the length of assembly gap, the height of assembly gap has greater effects on fatigue life of composite structure.

Key words: CFRP, assembly gap, three-point bending, fatigue

中图分类号:

TB332

葛恩德, 尚艳伟, 刘学术, 李汝鹏. 装配间隙对复合材料构件弯曲疲劳性能的影响研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(9): 99-106.

GE En-de, SHANG Yan-wei, LIU Xue-shu, LI Ru-peng. Influence of assembly gap on fatigue performance of composite components under bending load[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2021, 0(9): 99-106.

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Influence of assembly gap on fatigue performance of composite components under bending load

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