CFRP双螺栓搭接接头

峰值载荷翻倍

两种螺栓配置的动态破坏路径与吸能机制不同，双螺栓接头将平均峰值载荷提高近一倍，但破坏模式更突然。

Wang, Jizhen · 刘小川 · 郭亚洲 · Xi, Li · Wenxin, Zhang · Di, Zhang · Shuaijun, Chao · 周晋 · 段玉岗 · Guan, Zhongwei

Engineering Structures 2026

参数信息

平均峰值载荷（双螺栓）

25.4 kN

初始刚度变化率（单螺栓）

6 %

峰值载荷变化率（单螺栓）

6 %

失效位移增加

27.68 mm

能量耗散增加

37 %

技术优势

峰值载荷翻倍

双螺栓搭接接头的平均峰值载荷是单螺栓的1.97倍，从12.9 kN提高到25.4 kN，直接提升了接头的承载能力。

速度不敏感

在0.02~2 m/s的加载速度范围内，单螺栓接头的初始刚度和峰值载荷变化仅6%，力学性能稳定。

耗能更多

单螺栓接头在高速加载下失效位移从15.05 mm增至27.68 mm，能量耗散增加37%，有利于吸收冲击能量。

失效路径明确

提出了基于切线刚度的六阶段失效框架，并识别出四种动态失效模式，为接头设计提供了理论依据。

应用场景

• 航空结构连接：用双螺栓连接复材蒙皮与骨架，载荷提升近一倍，且刚度对冲击速度不敏感。
• 高载荷连接设计：在需要传递高载荷的接头中，双螺栓配置将峰值载荷从12.9 kN提高到25.4 kN。
• 抗冲击连接件：单螺栓接头在高速下失效位移增大，能量耗散提高37%，适合抗冲击吸能场合。
• 复合材料结构：为复材螺栓连接提供六阶段失效框架，明确四种动态破坏模式，指导结构抗冲击设计。