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单钉接头的有限元分析

2024-07-29 21:15阅读：

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编辑：杭州那泰科技 www.nataid.com
单钉接头的有限元分析
首先，在ABAQUS有限元分析软件中建立零厚度或者厚度相对于层压板可以忽略不计的粘接元，通过Umat子程序定义当其受拉力时刚度为零，受压时刚度为常数。为了不影响孔的变形，该常数通常取螺栓的弹性模量。
自定义粘接元与层压板螺栓孔边共节点，与螺栓之间采用Tie约束，如图所示。自定义粘接元用来传递螺栓孔与螺栓之间的压力，从而既保证了接触体之间在接触而上的变形协调关系，又保证了接触对之间分离、粘接接触和滑动接触状态的相互转化，从而避免了由此引起的高度非线性问题。自定义粘接元接触技术不仅能减少非线性对收敛速度的影响，而且系统不需搜索接触而闭合或穿透与否，有效地减少了系统的计算时间，提高了计算效率，有利于计算规模较大的机械连接层压板。
尽管单钉接头在几何上是对称的，但对于具体的铺层来说，45。层并不对称，若要考虑单层的累积损伤便不能只建二分之一模型，因而本文中建立了完整的三维有限元模型。由于双剪连接在厚度方
向受力较小，该方向应变引起的分层问题可以忽略，因此本文中采用ABAQUS中的连续体壳单元，该单元模拟复合材料时每单层具有3个积分点，在厚度方向上有足够的积分点保证了计算的精度。对于螺栓及金属连接件均考虑其弹性变形，采用三维实体线性减缩积分单元。
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