陶瓷基復合材料具有良好的高溫力學性能和熱物理性能,其與金屬材料組成的螺栓連接結(jié)構(gòu)是較為常見的一種連接結(jié)構(gòu),廣泛應用于航空航天領域的高溫熱環(huán)境中。由于陶瓷基復合材料與金屬的熱膨脹系數(shù)差異會在材料間產(chǎn)生熱失配,從而導致結(jié)構(gòu)裝配參數(shù)發(fā)生變化,影響結(jié)構(gòu)的承載能力。除螺栓的裝配參數(shù)外,螺釘?shù)某叽鐓?shù)也是影響陶瓷基復合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)承載能力的重要因素,研究這些因素對陶瓷基復合材料-金屬螺栓連接結(jié)構(gòu)高溫承載能力的影響對其在航空航天領域的設計與應用具有重要意義。首先,本文基于2D編織C/SiC陶瓷基復合材料的非線性本構(gòu)模型,結(jié)合Tsai-Wu理論和材料剛度退化準則建立了C/SiC復合材料的漸進損傷分析方法,給出了損傷分析的流程。然后,采用有限元軟件ABAQUS對陶瓷基復合材料-高溫合金螺栓連接結(jié)構(gòu)進行了有限元分析,研究了高溫熱失配對螺栓裝配參數(shù)及結(jié)構(gòu)高溫拉伸性能的影響規(guī)律,結(jié)果分析表明:陶瓷基復合材料與高溫合金高溫熱失配會導致初始預緊力大幅下降及復材板初始釘孔間隙值降低,當初始間隙較小時,高溫載荷施加會使復合材料板釘孔間產(chǎn)生微量干涉。在間隙大于0.8%時,連接結(jié)構(gòu)最終失效載荷先隨溫度的升高而增大,然... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Airbus350-XWB的材料使用情況圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文 PANAVIA 公司研制的狂風戰(zhàn)斗機使用的 M88 發(fā)動機上合材料制作的尾氣調(diào)節(jié)片與噴嘴[8]。此外，在航天領域中對于材料也有所使用，如法國赫爾墨斯（HERMES）號航天飛機的位[9]；英國霍托兒（Hotol）航天飛機和德國桑格爾（Sange10]， 以 及 美 國 國 家 航 空 航 天 局 （ NationalAeronautics ration，NASA）研發(fā)的再入式飛行器驗證機 X-37 和 X-38 的 X-37 的開縫副翼和方向升降舵、X-38 的雷達罩、機翼前緣iC 復合材料制成的[11]。除航空航天領域外，C/SiC 陶瓷基復系統(tǒng)、衛(wèi)星反射鏡、高溫玻璃支架、夾具及模具材料方面均有

圖 1-3 再入飛行器 X-38 的全 C/SiC 復合材料襟翼[14]航天飛行器上使用的 C/SiC 復合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)可按照組兩類，一類是連接整體都是由 C/SiC 陶瓷基復合材料制成的 C/SiC 陶瓷基復合材料與其他材料（通常為金屬）組成的。 復合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)承載能力的因素要比第一類更加復雜響螺栓連接結(jié)構(gòu)承載能力的一般因素如復合材料的特性、連、連接結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型與連接參數(shù)（間距、邊距）、螺栓的尺載荷類型外，當?shù)诙?C/SiC 復合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)處于熱同材料之間的熱不匹配情況會使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生熱應力與熱應構(gòu)內(nèi)部的應力分布復雜程度，改變了結(jié)構(gòu)的初始裝配參數(shù)（配合精度等），從而影響螺栓連接結(jié)構(gòu)的承載能力。所以，與尺寸參數(shù)對于 C/SiC 復合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)承載能力的影于優(yōu)化連接結(jié)構(gòu)設計形式、減緩熱應力水平、提高連接強度慮到通過試驗來完全確定這些影響因素對于連接結(jié)構(gòu)承載能律的困難程度，無論是從 C/SiC 組件的制備方面，還是工況

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]C/SiC復合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)熱力耦合及拉伸強度分析[D]. 闕權(quán)慶.哈爾濱工業(yè)大學 2018
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[3]金屬/復合材料機械連接熱接觸效應研究[D]. 金峻峰.武漢理工大學 2015
[4]溫度場中復合材料板與鋁合金板釘接結(jié)構(gòu)內(nèi)應力研究[D]. 郭居上.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]復合材料螺栓連接接頭失效分析與強度預測[D]. 朱紅紅.鄭州大學 2012
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