复合材料杆件接头的结构设计与力学研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20220528.015

复合材料科学与工程 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (5): 103-109.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20220528.015

复合材料杆件接头的结构设计与力学研究

梁旭豪^1,2, 吴鑫锐^1,2, 张砚达^1,2, 沈峰^1,2, 王晓蕾^1,2, 白瑞祥³

1.上海复合材料科技有限公司,上海 201112;
2.上海航天树脂基复合材料工程技术研究中心,上海 201112;
3.大连理工大学工程力学系,大连 116024

收稿日期:2021-11-12 出版日期:2022-05-28 发布日期:2022-07-19
作者简介:梁旭豪(1989-),男,硕士,高级工程师,主要从事复合材料结构设计研发和仿真分析方面的研究,liangxuhaos@163.com。

Structural design and mechanical study of composite rod joints

LIANG Xu-hao^1,2, WU Xin-rui^1,2, ZHANG Yan-da^1,2, SHEN Feng^1,2, WANG Xiao-lei^1,2, BAI Rui-xiang³

1. Shanghai Composites Science & Technique Co., Ltd, Shanghai 201112, China;
2. Shanghai Engineering Research Center of Aerospace Resin Based Composite, Shanghai 201112, China;
3. Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China

Received:2021-11-12 Online:2022-05-28 Published:2022-07-19

摘要/Abstract

摘要： 复合材料杆件接头一般采用胶接连接。为了进一步提高杆件与接头的连接强度,对复合材料杆件接头的结构形式进行设计,提出了三种结构设计方案。为了比较三种方案的优劣,根据当前需求,开展了有限元分析,并制作了拉伸试样,进行了拉伸试验。试验结果表明,与前两种设计方案相比,第三种结构设计方案的工艺稳定性较高,拉伸承载能力最高,拉伸性能稳定,设计方案最优。三种结构设计方案的有限元分析结果与试验结果基本一致,有限元分析方法合理有效,提高了研究效率。有限元分析和试验结果为后续的研究工作提供了依据。

关键词: 复合材料, 碳纤维杆件, 金属接头, 胶接, 有限元分析, 拉伸试验

Abstract: Composite rod joints are generally joined by glued joints. In order to further improve the connection strength between the rod and the joint, the structure design of the composite rod joint was carried out and three structural design schemes were proposed. In order to compare the advantages and disadvantages of the three design schemes, finite element analysis was carried out, tensile specimens were made and tensile tests were carried out according to current requirements. The test results show that, compared with the first and second design schemes, the third structural design scheme has higher process stability, the highest tensile load capacity and stable tensile performances, making it the optimal design scheme. The finite element analysis results of the three structural design schemes are basically consistent with the test results, and the finite element analysis method is reasonable and effective, which improves the efficiency of the study. The results of the finite element analysis and the test results provide the basis for the subsequent research work.

Key words: composite, carbon fiber rod, metal joint, glue joint, finite element analysis, tensile test

中图分类号:

TB332

梁旭豪, 吴鑫锐, 张砚达, 沈峰, 王晓蕾, 白瑞祥. 复合材料杆件接头的结构设计与力学研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(5): 103-109.

LIANG Xu-hao, WU Xin-rui, ZHANG Yan-da, SHEN Feng, WANG Xiao-lei, BAI Rui-xiang. Structural design and mechanical study of composite rod joints[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2022, 0(5): 103-109.

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Structural design and mechanical study of composite rod joints

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