[发明专利]复合材料零件与金属零件混杂连接强度校核方法

权利要求书

1.一种复合材料零件与金属零件混杂连接强度校核方法，其特征在于，包括以下步骤：

对于给定的复合材料建立等效模型；

构建挤压-旁路包络曲线的确定方法；

进行许用值试验及参数修正；

采用工程算法计算每个连接结构的温度载荷，根据所述温度载荷对所述连接结构的机械载荷进行温度修正，其中，所述连接结构包括紧固件和多层连接板；

根据所述修正后的机械载荷获取挤压应力和旁路应力；

根据所述挤压应力和所述旁路应力绘制挤压-旁路包络曲线；

根据所述挤压应力和所述挤压-旁路包络曲线进行所述连接强度校核，其中，采用工程算法计算每个连接结构的温度载荷，根据所述温度载荷对所述连接结构的机械载荷进行温度修正，包括：

根据所述复合材料的热膨胀系数和连接区尺寸，计算热载荷作用下的不协调变形；

其中，所述连接板包括两层，利用以下公式计算所述热载荷作用下的不协调变形：

S₁＝α₁×L×Δt；

S₂＝α₂×L×Δt；

S₁^～＝(S₁-S₂)×K₁；

S₂^～＝(S₁-S₂)×K₂；

其中，α₁和α₂分别为每层连接板的热膨胀系数，L为连接总长度，Δt为相对装配温度的变化量，E₁、E₂分别为每层连接板弹性模量，T₁、T₂为分别为每层连接板厚度，S₁^～和S₂^～分别为热载荷作用下每层连接板的不协调变形；

根据所述不协调变形，考虑连接传载荷单方向连接板尺寸和厚度，推算温度作用下的温度总载荷；

其中，根据以下公式推算温度作用下的温度总载荷：

δ＝Eε，

F＝ETS^～，

其中，δ为应力，L为连接总长度，T为连接板厚度，F为温度总载荷，ε为应变，S^～为热载荷作用下的不协调变形，E为弹性模量；

采用工程算法推出连接结构分配系数，以根据所述分配系数获取每个连接结构的温度载荷；

将所述连接结构的温度载荷与机械载荷进行叠加。

2.根据权利要求1所述的复合材料零件与金属零件混杂连接强度校核方法，其特征在于，根据所述修正后的机械载荷利用以下公式(1)获取所述挤压应力：

其中，σ_br为挤压应力，F为修正后的机械载荷，D为紧固件直径，T为当前计算连接板厚度。

3.根据权利要求2所述的复合材料零件与金属零件混杂连接强度校核方法，其特征在于，如果连接计算点位于多钉连接的第i个钉位置，则根据以下公式(2)第i个钉的旁路总载荷：

F_bypass(i)＝F(i-1)+F(i-2)+…+F(1)，i为整数 (2)，

其中，F(i)为每个紧固件传递载荷，F_bypass(i)为第i个钉的旁路总载荷；

根据以下公式(3)计算第i个钉的旁路应力：

其中，F_bypass(i)为第i个钉的旁路总载荷，δ_bypass(i)为第i个钉的旁路应力，B为紧固件排距，T为当前计算连接板厚度。

4.根据权利要求1所述的复合材料零件与金属零件混杂连接强度校核方法，其特征在于，根据所述挤压应力和所述挤压-旁路包络曲线进行连接强度校核，包括：

判断所述金属零件的挤压应力是否大于所述金属零件的许用挤压应力；

如果否，则判断所述金属零件安全；

如果是，则判断所述金属零件失效。

5.根据权利要求4所述的复合材料零件与金属零件混杂连接强度校核方法，其特征在于，根据所述挤压应力和所述挤压-旁路包络曲线进行连接强度校核，包括：

根据所述挤压-旁路包络曲线判断所述复合材料零件是否满足包络线要求；

如果满足所述包络线要求，则判断所述复合材料零件安全；

如果不满足所述包络线要求，则判断所述复合材料零件失效。