文档介绍：第5章复合材料连接
§ 复合材料连接方式
§ 胶接连接
§ 机械连接
复合材料连接,包括复合材料构件之间和复合材料构件与其它材料构件之间的连接,在复合材料结构中对结构的安全与可靠性具有十分重要的作用。由于复合材料强度和刚度的各向异性,以及复合材料层间强度较低,延性小等特点,致使复合材料连接部位的设计与分析要比金属连接复杂。
复合材料连接
2017/11/12
******@cug.
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§ 复合材料连接方式
胶接与机械连接的比较
接头效率
复合材料连接方式主要分为两大类:胶接连接与机械连接。在设计中,采用哪种连接,需要根据具体使用条件来确定。
胶接连接:受力不大的薄壁结构,尤其是复合材料结构;
机械连接:连接构件较厚、受力大的结构。
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胶接与机械连接的比较
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优点
不削弱构件截面以及由此引起的应力集中等
连接部位的质量较轻
成本低
耐腐蚀性好
永久变形小
缺点
胶接表面必须仔细清理
强度分散性大,且胶接强度受温湿环境的影响较大
胶接质量的检验较困难
多数情况下胶接具有不可拆卸性
胶接
胶接与机械连接的比较
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优点
表面无须仔细清理即可获得较大的连接强度
强度分散性小
抗剥离能力大
易于拆卸
缺点
开孔须削弱构件截面,且引起应力集中等
接头质量较大
成本高
可能有电化腐蚀问题
永久变形大
机械连接
可见,机械连接的优缺点正好与胶接的相反,与金属材料构件之间的机械连接相比,复合材料连接还具有如下特点:
由于复合材料易产生分层,故连接时应尽量避免过盈配合;
象胶接一样,复合材料构件与金属构件之间机械连接同样会产生较大的内应力。
复合材料连接时,应综合考虑各种使用要求,选择合适的连接方式,发挥其优点,正确处理其缺点。实践证明,连接设计好的结构,不但可以减轻质量,而且可以延长结构的使用寿命,满足各种使用要求。
胶接与机械连接的比较
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过盈是指在连接中孔的直径小于轴的直径,此时孔与轴的配合称为过盈配合。过盈配合也叫静配合,用于孔、轴间的紧固连接,不允许两者之间有相对运动。
接头效率
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在金属构件受拉剪的机械连接中,用下式表示连接的接头效率:
(5-1)
式中:
上式表明,接头效率是有连接孔构件能承受的最大载荷与无孔构件能承受的最大载荷之比。
复合材料连接设计中也采用类似的接头效率作为衡量接头设计成功与否的重要指标:
接头效率
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(5-2)
式中:
接头效率
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对于复合材料连接设计有质量要求时,往往采用如下的接头效率表达式:
(5-3)
式中: