碳纤维复合材料构件装配过程力学行为及顺应性连接原理

当前，大型航空航天碳纤维复合材料构件高质量连接装配和使役性能提升面临重大挑战。《碳纤维复合材料构件装配过程力学行为及顺应性连接原理》以碳纤维复合材料构件高质量机械连接装配为目标，围绕“碳纤维复合材料构件连接中的力学行为与损伤产生机理”这一基础科学问题，从制造角度系统开展碳纤维复合材料构件装配过程力学行为及顺应性连接方法的研究，并以某航空碳纤维复合材料机翼盒段试验样件为例进行技术应用验证。《碳纤维复合材料构件装配过程力学行为及顺应性连接原理》由浅入深，由理论到实践，全方位、多层次研究分析影响碳纤维复合材料构件机械连接性能的因素，并为建立机械连接性能评估提供了理论方法和应用基础。

序
前言
第1章 碳纤维复合材料构件连接装配技术概述 1
1.1 复合材料的定义及分类概述 1
1.2 碳纤维复合材料的特点及应用 3
1.2.1 碳纤维复合材料的性能与特点 3
1.2.2 碳纤维复合材料应用概述 5
1.3 碳纤维复合材料构件制造过程和常见连接形式 8
1.3.1 碳纤维复合材料构件制造过程概述 8
1.3.2 碳纤维复合材料构件常见连接形式 8
1.4 碳纤维复合材料构件常见制造缺陷概述 10
1.5 碳纤维复合材料构件连接装配面临的挑战 14
参考文献 15
第2章 碳纤维复合材料机械连接结构力学性能测试方法 18
2.1 复合材料机械连接结构力学性能指标 18
2.2 含制孔垂直度误差的复合材料单搭接承载性能测试方法 18
2.3 含装配间隙的复合材料单搭接承载性能测试方法 22
2.4 复合材料单板三点弯曲承载性能测试方法 23
2.5 复合材料连接结构三点弯曲承载性能测试方法 23
参考文献 24
第3章 碳纤维复合材料连接性能分析模型 26
3.1 单钉单搭接刚度解析模型 26
3.2 多钉单搭接刚度解析模型 39
3.3 三点弯曲刚度解析模型 49
3.4 复合材料渐进损伤模型 53
参考文献 62
第4章 连接孔加工质量对连接性能的影响 63
4.1 连接孔加工质量综述 63
4.2 垂直度误差影响装配应力分析 65
4.3 垂直度误差影响连接性能规律 69
4.3.1 垂直度误差对单钉单搭接结构连接性能的影响 69
4.3.2 垂直度误差对双钉单搭接结构连接性能的影响 73
4.3.3 垂直度误差对三钉单搭接结构连接性能的影响 80
4.4 垂直度误差影响分层损伤扩展 86
4.4.1 含分层损伤单搭接试验研究 86
4.4.2 分层损伤影响连接性能有限元分析 91
参考文献 104
第5章 构件几何变形对连接性能的影响 105
5.1 碳纤维复合材料构件成型质量综述 105
5.2 装配间隙影响连接刚度 106
5.3 装配间隙与孔径误差影响连接刚度 109
5.4 装配间隙与组件厚度影响连接刚度 111
5.5 装配间隙影响分层损伤扩展 113
5.6 装配间隙影响构件疲劳寿命 119
参考文献 124
第6章 碳纤维复合材料构件低应力顺应性连接原理 125
6.1 装配间隙数字化测量 125
6.1.1 点云数据获取 126
6.1.2 点云预处理 127
6.1.3 装配位姿估算 128
6.1.4 虚拟装配 131
6.1.5 间隙评估及输出 132
6.2 装配间隙消除方法 137
6.3 填隙装配工艺规范 138
6.4 装配顺序优化试验 140
6.5 混合垫片填隙装配 144
6.6 随形垫片填隙装配 147
参考文献 151
第7章 机翼盒段试验样件连接装配应用案例 153
7.1 机翼盒段试验样件及其制造要求 153
7.2 机翼盒段试验样件装配间隙测量 154
7.2.1 大视场快速高精度标定方法 155
7.2.2 边界特征提取方法 156
7.2.3 基于k均值聚类的光条智能定位方法 157
7.2.4 基于深度学习的光条阈值分割 158
7.2.5 高反光环境下清晰图像采集方法 159
7.2.6 基于虚拟装配的航空零构件装配间隙测量方案 159
7.3 机翼盒段试验样件装配间隙补偿与装配应力分析 162
7.4 虑及装配间隙的机翼盒段试验样件有限元建模 165
7.5 机翼盒段试验样件连接性能分析 167
参考文献 169
索引