力学与失效英文2024被引 1

多轴加载下复合材料螺栓连接件的现象学失效准则有限元分析

Phenomenological failure criteria analysis of a composite bolted joint under multi-axial loading using the finite element method

Mechanical Engineering, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, IFSP, São José dos Campos, São Paulo, Brazil, Manuela Karla Ribeiro Mathias, Bruno Mikio Fujiwara Marques, Mechanical Engineering, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, IFSP, São José dos Campos, São Paulo, Brazil

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期刊 / 来源Research on Engineering Structures and Materials

DOI10.17515/resm2024.225me0411rs

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关键词：碳纤维增强复合材料螺栓连接失效准则有限元分析多轴加载Hashin准则Puck准则LaRC04准则

摘要整理

碳纤维增强复合材料（CFRP）因其优异的性能在多个领域得到广泛应用。然而，CFRP在螺栓连接处存在复杂的失效模式，这类连接因装配/拆卸便利而在航空工业中广泛采用。现象学失效准则可用于解析评估失效模式并减少实验测试数量。确定最符合实际的失效准则至关重要。本研究采用有限元分析软件FEMAP 2021.2教育版，对Hashin、Puck和LaRC04三种失效准则进行了对比评估。基于ASTM D5661标准尺寸，建立了碳/环氧复合材料螺栓连接件的二维有限元模型，并进行了多轴加载条件下的数值模拟。研究结果表明：Hashin准则表现出中等保守性；Puck准则最为保守；LaRC04准则最不保守。对于一般性分析，推荐采用Hashin准则；对于需要详细考察压缩失效模式的分析，推荐采用LaRC04准则；对于要求更高安全裕度的保守性分析，推荐采用Puck准则。该研究为复合材料螺栓连接件的失效评估提供了重要的工程参考。

多轴加载下复合材料螺栓连接件的现象学失效准则有限元分析

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