[发明专利]拉伸载荷作用下复合材料干涉连接应力分析方法有效
申请号: | 201510783235.7 | 申请日: | 2015-11-16 |
公开(公告)号: | CN105447237B | 公开(公告)日: | 2019-01-08 |
发明(设计)人: | 张开富;武涛;李原;程晖;刘平 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | G06F17/50 | 分类号: | G06F17/50 |
代理公司: | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人: | 陈星 |
地址: | 710072 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 拉伸载荷 应力分析 应力函数 复合材料 接头孔 求解 复合材料结构 干涉配合 理论支持 强度分析 已知材料 应力分量 应力状态 变形的 干涉量 势函数 通过孔 干涉 孔边 运算 变形 损伤 分析 参考 预测 | ||
1.一种拉伸载荷作用下复合材料干涉连接应力分析方法,其特征在于:复合材料板上某一点在笛卡尔坐标系下的应力分量σx,σy,τxy通过下面公式表示,所述笛卡尔坐标系为在复合材料板平面上,建立的以干涉连接孔中心为原点,以拉伸载荷方向为x轴正方向的笛卡尔坐标系;复合材料板上该点在笛卡尔坐标系下的坐标为(x,y);
其中Re表示取实部,μ1、μ2为与复合材料属性相关的复参数,Φ′1(z1)为应力函数Φ1(z1)的导数,Φ′2(z2)为应力函数Φ2(z2)的导数;
μ1、μ2通过公式
得到,其中i为虚数单位,k和n为与复合材料参数相关的系数,k=(E1/E2)1/2,n=[2(k-v12)+E1/G12]1/2,E1、E2为复合材料弹性模量,G12为复合材料剪切模量;
应力函数Φ1(z1)和Φ2(z2)为:
应力函数Φ1(z1)和Φ2(z2)的导数为:
其中A和B是与拉伸载荷以及复合材料参数相关的系数,
P为拉伸载荷,和对应为μ1和μ2的共轭,Δ=R-r表示干涉量,R为连接螺栓半径,r为复合材料板干涉连接孔初始直径,D=(μ1-μ2)g/E1,g为与复合材料参数相关的系数,g=(1-v12v21)/E2+k/G12,v12、v21为复合材料的泊松系数;
系数U1,U2,V1,V2通过以下公式得到:
其中u0为与拉伸载荷大小相关的位移量,c为与复合材料参数相关的系数,
c=-(10(k-v12+nk+2n)-11n(1-k))/(10(k-v12+nk+2n)-n(1-k))
ζj为与坐标有关的参数,j=1,2:
zj=x+μjy
p1,p2,q1,q2为与材料参数有关的系数,
其中a11、a12、a22为复合材料板的柔度系数。
2.根据权利要求1所述一种拉伸载荷作用下复合材料干涉连接应力分析方法,其特征在于:复合材料板上某一点在极坐标系下的应力分量σr,σθ,τrθ通过下面公式表示,
所述极坐标系为在复合材料板平面上,建立的以干涉连接孔中心为原点,以拉伸载荷方向为0°方向建立的极坐标系,θ表示点在极坐标系中的角度。
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