(1)钉载分配和连接区设计两个设计要点相互关联,应综合进行设计。在拉伸或压缩载荷作用下,多钉连接区螺栓应力受挤压和旁路载荷共同作用支配。通过搭接区铺层设计、合理几何形状和尺寸确定、以及调整 *"比值(列间距与螺拴直径之比),控制挤压应力水平,可获得高连接效率的多钉连接设计。
(’)连接区结构修理一般采用搭接板补强修理。
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二、多钉连接钉载分配分析
多钉连接钉载分配是机械连接应力分析的前提,但准确计算出各紧固件之间的载荷分配是十分困难的。结构多钉连接静力分析内容与过程。连接部位所受的外力由总体结构分析给出。()多钉连接钉载分配分析方法多钉连接钉载分配的分析方法,有刚度法和有限元法。刚度法一般仅给出初步分析结果。复合材料层合件多钉连接与金属件多钉连接,两者钉载分配分析不同之处,主要有两点:层合件强度和刚度性能具有方向性,即不同钉载方向对应不同的层合板性能
(含挤压强度);再有,层合板应力应变关系直至破坏近乎是一条直线,呈现出显著的线弹性特征,没有金属材料呈现的屈服现象,因而,层合件多钉连接不具有钉载重新分配的能力。由此可知,复合材料层合件多钉机械连接钉载分配分析是相当复杂和困难的。
需要说明的是,时至今日还没有建立普遍可接受的多钉连接设计方法。多钉连接设计的半经验方法较为常用的是 "年 %&’(—)*+(,提出的方法。采用理论分析或经验方法进行设计的较为重要的机械连接部位,都必须进行试验验证,以证实理论分析的正确性和确保结构的完整性。
(-)单钉(或双钉)连接试验数据的有效性为了操作简便和减少费用,大多数机械连接试验采用单钉或双钉等厚度板连接试验。连接试验数据用于多钉机械连接设计的有效性,具体分析如下:
单排钉连线与载荷方向垂直情况(单排多钉并联情况)当紧固件之间的间距 )大于 ./,即试件宽度 0与间距 )等效时,则单钉机械连接试验结果可直接使用。适用于拉伸载蓟连接和压缩载荷连接。但压缩载荷的连接强度比拉伸约高 12,且要求接头必须是稳定的(不出现失稳)。
"单排钉连线与载荷方向平行情况(单排多钉串联情况)双钉串联连接试样拉伸试验结果表明,其承载能力仅比单钉连接提高 342左右(并非成倍增加),且第一个钉载占 442左右,第二个钉载占 .42左右。三钉串联连接时钉载分配不均匀性会加剧。因此,串联钉数以 -53个为宜。
多排多钉连接情况多排多钉连接接头,因存在“旁路”载荷问题,使钉载分配复杂化。“旁路”载荷是由邻近紧固件引入的载荷。紧固件孔的应力受到挤压应力与“旁路”载荷应力的联合作用而增加。对于“旁路”载荷应力可通过一个包含非加载孔的板承受拉伸载荷进行分析得出。在 %&6—)*+(,方法中引用了一个重要的连接
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接头效率系数整理连接试验数据,以获得对连接设计有益的指导。连接接头效率系数定义是连接接头的破坏载荷与层合板破坏载荷之比( )。
(")多钉连接钉载合理分配建议
连接分析和连接试验指出,多钉连接钉载合理分配建议如下:
规则多钉连接区,各排钉的承载比例主要与连接件之间的相对刚度有关,紧固件刚度,对各排钉承载的不均匀性影响较小;
"采用均匀厚度被连接板(如蒙皮)和斜削搭接板双面搭接连接效率最高。采用斜削搭接板可以优化紧固件螺栓载荷分配,包括降低第一排螺拴传递的载荷。斜削搭接板最大厚度为被连接板厚度的 %倍时,连接最佳,以承受挤压一旁路载荷联合作用。搭接板斜削度依具体结构尺寸、传递载荷大小和连接螺栓布局而定。
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