CFRP/CFRP干涉配合螺栓连接件的螺栓插入损伤及力学性能研究

摘要整理

干涉配合在改善复合材料螺栓连接件疲劳性能方面具有优势，但螺栓插入过程易对层板造成损伤，削弱连接件的力学性能。本研究通过实验系统调查了碳纤维增强复合材料（CFRP）/CFRP干涉配合螺栓连接件的螺栓插入损伤。采用扫描电子显微镜（SEM）和高分辨率X射线显微CT扫描技术检测层板微观损伤，并在准静态加载和循环加载条件下评估连接件的力学性能。研究结果表明：上层板孔口处和孔壁附近的层板边界是螺栓插入过程中最易发生损伤的关键区域。然而，这些损伤对连接件的准静态失效载荷和疲劳失效模式的影响较小。在准静态拉伸试验中，层板先发生分层和基体开裂，随后发生纤维和基体断裂。干涉配合能改善层板孔位的疲劳抗力，但螺栓本身承受更严苛的局部疲劳加载条件。本研究有助于复合材料结构设计，特别是在理解复合材料螺栓连接件的损伤和失效行为方面具有重要意义。

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