不同温度下混合材料机械连接结构疲劳分析的SSF法

来源：机械工程学报杂志2024年第18期北京时间：

作者：曹镜, 姚卫星, 梁德利, 王彬文

单位：1. 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室 南京 210016;2. 北京宇航系统工程研究所 北京 100076;3. 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室 西安 710065

摘要：为评估环境温度变化对混合材料机械连接结构疲劳性能的影响，提出了混合材料机械连接结构疲劳性能分析的应力严重系数(Stress-severity-factor, SSF)方法。考虑不同材料在不同环境温度下的热变形，建立混合材料多排钉连接结构的钉传载荷和旁路载荷计算模型，然后定义并计算危险细节的SSF值，结合材料的S-N曲线可以估算连接结构在不同环境温度下的疲劳寿命。采用7050-T7451铝合金/CFRP层合板三钉单搭混合连接试件在不同环境温度下开展疲劳试验，对提出的疲劳寿命分析方法进行验证。结果表明，不同材料的热变形差异会影响结构的传力行为，进而使得结构在不同环境温度下表现出不同的SSF值，疲劳寿命预测结果与试验结果之间的相对误差小于20%，该方法便捷高效，为复杂环境下混合材料机械连接结构的疲劳寿命分析提供了有力的支撑。

关键词：混合材料,机械连接,环境温度,疲劳寿命,应力严重系数；

基金资助：国家自然科学基金(52075244)和民机科研(MJZ3-2N21-3)资助项目。