基于Abaqus有限元分析軟件建立了復合材料螺栓聯(lián)接的三維有限元模型，以預測復合材料螺栓聯(lián)接的螺紋載荷分布，為使模型符合真實情況，將螺母支承在彈性地基上并通過Abaqus USDFLD子程序考慮了C基或SiC基復合材料拉壓不對稱特性。此外，本文對預測金屬螺紋的載荷分布的Yamamoto方法進行了經(jīng)驗性的推廣，使其可以反映C基或SiC基復合材料的各向異性和拉壓不對稱性。通過對比多組材料及幾何參數(shù)下推廣的Yamamoto方法(FYM)和有限元法(F-EM)預測的螺紋載荷分布驗證了推廣的Yamamoto方法的有效性。研究結(jié)果表明：復合材料螺栓聯(lián)接的載荷分布通常比金屬聯(lián)接的載荷分布更均勻；隨著螺距與直徑之比的增加，螺紋載荷分布不均程度有所增加；復合材料螺栓繞其軸線相對于螺母的轉(zhuǎn)動對載荷分布幾乎沒有影響。

       航天飛行器再人大氣層時與空氣劇烈摩擦，其頭錐和襟翼表面溫度可達1 650℃左右，這要求用于連接其熱防護系統(tǒng)和機體結(jié)構(gòu)的螺栓螺母具有優(yōu)異的熱物理和力學性能。金屬緊固件存在低高溫力學性能，大熱膨脹系數(shù)、大密度等缺點，不能滿足工程上日益提高的使用要求。C基和SiC基復合材料具有耐高溫、低熱膨脹系數(shù)、高比強度和高比剛度、抗疲勞、耐磨損等優(yōu)異性能，因此近年來C基和SiC基復合材料緊固件逐漸受到人們的關注。文獻[1]～文獻[6]中制備了C/SiC或C/C復合材料緊固件并對它們的抗拉或抗剪力學性能進行了測試，發(fā)現(xiàn)復合材料緊固件承受拉伸載荷時容易發(fā)生螺紋拉脫失效，這種失效模式導致螺栓的強度不能得到充分地發(fā)揮，因此有必要對復合材料緊固件受拉時螺紋的受載規(guī)律進行研究。

資料下載：   復合材料螺栓聯(lián)接螺紋載荷分布規(guī)律研究(2).zip