單搭接復合材料沉頭螺栓連接孔邊應力分析

1、復合材料沉頭螺栓連接孔邊應力分析問題描述：（1）螺栓連接方式為沉頭單搭接單釘連接；（2）連接接頭由兩塊完全相同的復合材料層合板通過一個凸頭螺栓搭接而成；（3）對復合材料層合板孔邊徑向及周向應力進行分析。建模模型尺寸如下：復合材料層合板建模采用實體建模，結果如下：A板為與沉頭連接，B板為與螺帽連接螺栓建模 螺栓、螺母和墊片作為整體建模，簡化成圓柱體； 結果如下：屬性E11 /GPaE22/GPaE33/GPaG12/GPaG13/GPaG23 /GPav12v13v231348.388.384.633.24.630.3310.3310.331XT /MPaXC /MPaYT /MPaYC /MP

2、aZT /MPaZC /MPaS12 /MPaS13 /MPaS23 /MPa1549126056.422456.422412012090復合材料單層板為5228/CCF300材料，鋪層情況為-45/90/45/0/45/02/-45/0/-452s，共有四十層，鋪層0/45/90的比例分別為4：5：1。開孔層合板端距/孔徑比(E/D)為3，寬度/孔徑比(W/D)為6。單層板的力學性能見表3-1。螺栓材料為30CrMnSiA，彈性模量為196GPa，泊松比為0.3。單層板力學性能如下表：將屬性賦予復合材料板：1、創(chuàng)建復合材料（藍色圈內）2、定義堆疊方向為三方向（黑色圈內）3、由于層數(shù)過多，可右

3、鍵單擊紅色圈內的鍵，對某一屬性統(tǒng)一編輯4、由于復合材料層合板對稱，也可以選擇黃色圈內的鍵進行對稱的操作裝配分析步1、幾何非線性應為開，但實際操作中設置為開會不收斂2、增量步設置如下，增量步設置過大易不收斂網格 分別對A板、B板及螺栓分區(qū)，分區(qū)后結果如下：在對A板分區(qū)時由于倒角的存在，故網格質量不高，無法進行分析，宜先使用如下方法對A板分區(qū)。劃分單元 1、為查看孔邊應力，故在孔邊布24個單元，板厚度方向布10個單元 2、為減小計算量，其他地方少不布置單元 3、螺栓單元與孔邊單元對應，以保證精度 4、層合板孔邊單元類型為C3D8I,其他地方單元類型為C3D8R,網格屬性如下5、螺栓沉頭部網格屬性為

4、結構，其他部分為掃掠，單元類型為C3D8I6、各部件劃分結果如下：A板倒角處網格如下：裝配后分配結果如下：相互作用打開工具-表面-管理器，創(chuàng)建表面，類型為幾何（網格易重畫且不易拾?。┯捎诒砻孢^多，這里只顯示部分。編輯接觸屬性編輯相互作用由于螺帽與螺栓，沉頭與螺栓之間有大角度，故將其分開定義滑移公式選擇小滑移，易于收斂（其他相互作用定義與此類似）載荷載荷加于B板邊界條件邊界條件加于A板提交作業(yè)進行分析 本例中模型較大，故應提高運行內存，使用多個處理器或線程分析結果：后處理 建立柱坐標系，R為徑向，T為切向。結果如下：打開結果-選項-轉換-用戶指定的，選擇剛才建立的坐標系，點擊確定。單獨顯示A板，點擊圖中藍圈位置，選擇S11，此即為徑向應力，選擇S2