环境对平面编织复合材料螺栓连接性能影响试验研究

摘要

通过试验方法研究环境对平面编织复合材料单钉、单剪螺栓连接性能的影响,试件由碳纤维布与玻璃纤维布混杂铺设而成,参照试验标准ASTM D5961得到挤压应力-应变曲线、2%偏移强度、极限强度以及连接刚度,并定义损伤扩展因子K作为表征损伤扩展速率的参数。为了探究环境因素对螺栓连接承载能力的影响,设置CTD(Cold Temperature and Dry)、RTD(Room Temperature and Dry)、ETD(Elevated Temperature and Dry)以及ETW(Elevated Temperature and Wet)四种试验环境对试件连接性能进行测试。试验结果表明,四种环境下试件破坏模式均为典型的挤压破坏;挤压应力-应变曲线可以划分为四个阶段;CTD环境下2%偏移强度、极限强度及连接刚度均取得最大值,损伤扩展极其迅速,二次弯曲导致的面外变形较小;ETW环境下各力学性能参数均取得最小值且损伤扩展较为缓慢,但面外变形及复合材料分层现象较为严重。所得试验结果为平面编织复合材料单钉、单剪螺栓连接结构的初步设计提供工程参考。