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摘要
根据ASTM 5961 试验标准设计了复合材料单搭沉头螺栓接头试件，通过试验和仿真分析了螺栓预紧力水平对其静拉伸性能影响规律。试件为准各向同性铺层的碳纤维环氧树脂层合板，试验过程中利用非接触全场应变测量系统（2D DIC）对沉头板表面应变场数据进行了采集。基于ABAQUS/Standard隐式分析模块建立了复合材料单搭沉头螺栓接头的静拉伸三维有限元模型，分析了螺栓预紧力和摩擦系数对沉头孔周挤压应力的影响规律。结果表明：当接头承受拉伸载荷时，沉头孔周区域受螺栓挤压损伤最为严重；增加螺栓预紧力可提高螺栓孔2%变形的承载强度，但对接头极限承载强度的提升效果较小。有限元应力分析表明，增加螺栓预紧力或增大层合板之间的摩擦系数均有利于减轻孔周应力集中程度，提高复合材料单搭沉头螺栓接头的承载性能。
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单位上海飞机制造有限公司; 西北工业大学
