【摘 要】
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CFRP/铝合金沉头螺栓连接结构广泛应用于飞机制造装配工业中,沉头锪窝圆角半径是重要的几何参数,锪窝制孔过程也是CFRP重要的加工步骤,会显著影响结构件的连接强度相关。此外,本文针对主翼梁根部的沉头螺栓群钉连接结构也进行了几何参数研究。工作如下:（1）采用Hashin-Puck-Hou组合失效判据,建立材料连续退化模型,在ABAQUS软件中建立单钉单剪的CFRP/铝合金沉头螺栓连接结构有限元模型,
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CFRP/铝合金沉头螺栓连接结构广泛应用于飞机制造装配工业中,沉头锪窝圆角半径是重要的几何参数,锪窝制孔过程也是CFRP重要的加工步骤,会显著影响结构件的连接强度相关。此外,本文针对主翼梁根部的沉头螺栓群钉连接结构也进行了几何参数研究。工作如下:（1）采用Hashin-Puck-Hou组合失效判据,建立材料连续退化模型,在ABAQUS软件中建立单钉单剪的CFRP/铝合金沉头螺栓连接结构有限元模型,调用Fortran语言编写VUMAT自定义材料子程序。（2）通过设计CFRP钻锪试验,发现刀具圆角半径、主轴转速和进给速度对CFRP制孔锪窝的尺寸、形状、表面质量等几何缺陷基本没有影响;以最小轴向力为目标,得到优化后的试验参数为:锪窝半径圆角1.0mm、主轴转速8000r/min和进给速度100mm/min。（3）结合结构件的拉伸试验结果,验证了仿真模型能够较好预测材料的连接强度并模拟损伤失效过程。对比研究了五种锪窝圆角半径下CFRP/铝合金结构件的拉伸强度与刚度退化情况,证明了当圆角半径为1.0mm时极限载荷最大。展示了五种圆角半径下CFRP层合板的七种失效模式,研究了CFRP锪窝连接结构件的损伤失效机理以及连接结构件之间的载荷传递过程。（4）对于CFRP锪窝群钉连接结构,证明了在接头连线方向与CFRP纤维0°铺层方向垂直,连接孔数量大于等于5的情况下,结构件的极限拉伸载荷最大;矩阵排列方式比共线排列方式的极限拉伸载荷稍大。
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