混合粘接螺栓GFRP接头
承载提14.5%~22.9%
结合胶接与螺栓连接的分阶段承载设计,使最终破坏载荷显著高于单一螺栓连接,并可通过螺栓布置调控破坏模式。
Xiang, Sheng · 程斌 · Wang, Jinxiao · Derui, Li · Yan, Xingfei
Engineering Failure Analysis 2024
具体参数
- 最终破坏载荷提升百分比(四螺栓 vs 单螺栓)
- {'zh': '14.5', 'en': '14.5'} %
- 最终破坏载荷提升百分比(九螺栓 vs 单螺栓)
- {'zh': '22.9', 'en': '22.9'} %
- 接头刚度提升范围(第二阶段 vs 第一阶段)
- {'zh': '98.9~133.1', 'en': '98.9~133.1'} %
技术优势
破坏载荷大幅提升
四螺栓和九螺栓接头的最终破坏载荷分别比单螺栓高14.5%和22.9%,螺栓越多提升越明显。
可调控破坏模式
合理布置螺栓可使GFRP发生剪切破坏,从而充分利用材料强度。
板厚线性增载
板厚增大时接头剪切承载能力几乎线性增加,便于设计时预估性能。
两阶段承载机制
胶层先破坏后,接头仍可依靠螺栓继续承载,且第二阶段刚度显著提升。
应用场景
- 复合材料结构设计:为复合材料连接提供混合接头设计依据
- 机械连接:评估螺栓布置对承载与失效模式的影响
- 碳纤维复合材料:方法可推广至碳纤维复合材料连接设计
- 航空航天材料:为航空航天轻质接头提供可靠性参考