[发明专利]一种考虑插钉损伤的胶螺混合连接强度预测方法及系统

权利要求书

1.一种考虑插钉损伤的胶螺混合连接强度预测方法，其特征在于，包括：

获取胶层的拉伸强度、剪切强度、Ⅰ型断裂能和Ⅱ型断裂能；

根据所述拉伸强度、所述剪切强度、连接结构的结构尺寸、连接结构的接触属性、连接结构的载荷和连接结构的边界条件构建碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构干涉插钉三维有限元模型；所述连接结构包括碳纤维增强复合材料、所述胶层和干涉螺栓；所述接触属性包括摩擦系数；

基于所述碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构干涉插钉三维有限元模型、所述Ⅰ型断裂能和所述Ⅱ型断裂能，根据所述干涉螺栓、所述胶层以及碳纤维增强复合材料孔壁之间的接触应力进行损伤分析，确定损伤分布和刚度折减模型；

根据所述损伤分布构建碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构拉伸损伤模型；

根据失效判据和所述刚度折减模型对所述碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构拉伸损伤模型进行应力分析，确定拉伸强度。

2.根据权利要求1所述的考虑插钉损伤的胶螺混合连接强度预测方法，其特征在于，所述获取胶层的拉伸强度、剪切强度、Ⅰ型断裂能和Ⅱ型断裂能，具体包括：

对所述胶层进行拉伸试验得到拉伸强度；

对所述胶层进行剪切试验得到剪切强度；

对所述胶层进行双悬臂梁试验得到Ⅰ型断裂能；

对所述胶层进行三点弯曲试验得到Ⅱ型断裂能。

3.根据权利要求1所述的考虑插钉损伤的胶螺混合连接强度预测方法，其特征在于，所述根据所述拉伸强度、所述剪切强度、连接结构的结构尺寸、连接结构的接触属性、连接结构的载荷和连接结构的边界条件构建碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构干涉插钉三维有限元模型，具体包括：

根据所述连接结构的结构尺寸、所述连接结构的接触属性和所述连接结构的边界条件构建三维几何模型；

根据所述连接结构的载荷确定干涉插钉位移；

根据所述伸强度和所述剪切强度确定碳纤维增强复合材料应力-应变本构关系；

根据所述三维几何模型、所述干涉插钉位移和所述碳纤维增强复合材料应力-应变本构关系构建碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构干涉插钉三维有限元模型。

4.根据权利要求1所述的考虑插钉损伤的胶螺混合连接强度预测方法，其特征在于，所述基于所述碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构干涉插钉三维有限元模型、所述Ⅰ型断裂能和所述Ⅱ型断裂能，根据所述干涉螺栓、所述胶层以及碳纤维增强复合材料孔壁之间的接触应力进行损伤分析，确定损伤分布和刚度折减模型，具体包括：

根据所述碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构干涉插钉三维有限元模型中的胶层采用二次应力失效准则进行应力分析，确定所述胶层的损伤情况；所述损伤情况包括发生损伤和未发生损伤；

当所述胶层的损伤情况为发生损伤时，根据损伤变量和胶层的位移确定所述刚度折减模型中的胶层刚度折减；

根据所述Ⅰ型断裂能和所述Ⅱ型断裂能确定损伤分布；

根据所述碳纤维增强复合材料胶螺混合连接结构干涉插钉三维有限元模型中的碳纤维增强复合材料采用最大应力准则和三维哈辛失效准则进行应力分析，确定所述碳纤维增强复合材料的损伤情况；

当所述碳纤维增强复合材料的损伤情况为发生损伤时，根据损伤刚度矩阵确定损伤刚度折减模型中的碳纤维增强复合材料刚度折减。