复合材料螺栓连接接头随机疲劳特性研究

发布时间：2025-05-08 04:57

　　复合材料螺栓连接接头在航空结构中被广泛使用,接头在实际工况中承受静载荷以及随机载荷的作用,其对应的疲劳问题是相关领域技术人员关注的重点。建立一种有效的随机载荷预测方法,能够使得复合材料抗疲劳性能优势得到充分的发挥,一直是工程界探讨的重点。试验部分使用T700碳纤维层合板制成2种铺层、6种几何尺寸、共12种规格的复合材料接头,使用MTS试验机进行不同载荷的加载。静力拉伸、压缩试验得到接头在静力载荷作用下的载荷位移曲线,进而得到不同尺寸及铺层下接头的拉伸压缩强度。常幅疲劳试验将接头静力强度值的不同百分比值作为载荷最大幅值,得到相应载荷水平下的疲劳寿命,拟合出常幅疲劳S-N曲线。随机试验所加载的随机载荷谱由Gaussian随机过程生成,载荷谱包含拉压过程,应力比R=-1。随机疲劳试验按照编制随机载荷谱进行加载,通过雨流计数法可得到接头的随机疲劳寿命。以上试验中可得到接头在不同载荷状态下的失效模式,进一步对比接头几何参数、铺层顺序对接头力学性能的影响。接头随机疲劳寿命预测部分分成两部分:唯象模型预测和有限元模型预测。唯象模型预测基于随机载荷谱幅值服从Weibull分布的特点,使用幅值分布概率密度...

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图2-1时域随机信号与功率谱密度函数推导关系

11图2-1时域随机信号与功率谱密度函数推导关系

图2-2PSD函数图

12图2-2PSD函数图

图2-3生成的随机谱及还原的PSD图

图2-3生成的随机谱及还原的PSD图图2-3即对应载荷功率谱密度生成的随机载荷谱，再通过MATLAB计算该载荷谱的功率谱密度分布，得到PSD图。再设置秒数为5000s，生成5000s下的随机载荷谱，对120s的随机载荷谱和

图2-4随机载荷幅值概率密度分布

图2-4随机载荷幅值概率密度分布对应不同类型的接头，需要加载与接头静载强度成比例的随机载荷谱。.3)可得知PSD值改变n倍，生成的新随机载荷谱与原载荷谱相比幅值变倍，因此不必反复生成多个PSD值改变的载荷谱，在生成载荷谱时记

本文编号：4044356