本文標題："金屬復合材料零件密集焊接分析顯微鏡"
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金屬復合材料零件密集焊接分析顯微鏡
在航空航天結(jié)構(gòu)中，無論是連接金屬還是復合材料零件，結(jié)構(gòu)接頭設(shè)
計都是一個富有挑戰(zhàn)性的難題。設(shè)計高效機身結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方法包括針對特
定加載路徑（方向和大小）拆解零件、設(shè)計特殊零件、采用特殊承載結(jié)構(gòu)
和使用接頭傳遞載荷給其他結(jié)構(gòu)件等方面。翼梁是機翼中主要承力部件。
翼梁沿機翼翼展方向分布，并且傳遞機翼上的升力和力矩。機翼蒙皮和弦
向翼型結(jié)構(gòu)框架（翼肋）將壓力和剪力傳遞給翼梁。機翼蒙皮上還常會采
用桁條來增加剛度。
典型的半硬殼式機身通常由結(jié)構(gòu)梁、隔框、蒙皮和加強筋組成。結(jié)構(gòu)
梁沿縱向分布，稱為縱梁。其中承受主要載荷的中心梁稱為龍骨。隔框可
以是圓環(huán)狀或者是全封閉的圓盤（密封隔框）。各部件間可以通過機械緊
固或膠黏連接。
根據(jù)機體構(gòu)造體系的特性（獨立部件擔當特殊承載構(gòu)件），總體設(shè)計
效率可以通過緊密集成各個子系統(tǒng)組件獲得。因此，連接件優(yōu)化設(shè)計方法
至關(guān)重要。
由于復合材料復雜的失效機理（各向異性特質(zhì)），其連接結(jié)構(gòu)中會遇
到傳統(tǒng)金屬接頭設(shè)計中所沒有的難題。傳統(tǒng)接頭所涉及問題的難度也有所
增加，包括由于緊固件傳遞偏心載荷引起的應力集中、結(jié)合界面以及面外
響應等問題。由于緊固件接
因為這個性質(zhì)，復合材料結(jié)構(gòu)中首選黏接接頭。黏接接頭對材料破壞
小（無須在緊固件上打孑L），同時黏合劑相應的韌性響應引起的應力集中
也不嚴重。
然而，黏接結(jié)構(gòu)難以拆解，并且增加了維護、修復以及和其他結(jié)構(gòu)連
接的難度。同時，還需要額外關(guān)注結(jié)合處的控制（過程控制和環(huán)境控制）
，以保持足夠的載荷傳遞能力。在一段長期的過程中，這一要點難以得到
檢定和保證，尤其是在承受大載荷和關(guān)鍵安全部件上。這就是在主要高承
載和關(guān)鍵安全復合材料結(jié)構(gòu)上仍首選機械式緊固方法的原因。
在本節(jié)中對機械和黏接接頭都會有所介紹。同時，將闡述接頭分析的
經(jīng)典方法以及最新的三維有限元分析方法。
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