[发明专利]一种考虑间隙和拧紧力矩的复合材料螺栓连接结构钉载分配确定方法

权利要求书

1.一种考虑间隙和拧紧力矩的复合材料螺栓连接结构钉载分配确定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A，首先建立考虑间隙和拧紧力矩的螺栓刚度模型；

步骤B，然后采用ASTM标准中孔位移测量方法对间隙及拧紧力矩存在时螺栓处结构变形-钉载关系进行试验研究，得到上述螺栓刚度模型的参数；

步骤C，根据螺栓刚度模型建立递推形式的钉载分配确定公式；

步骤D，最后采用单变量迭代的二分法计算间隙和拧紧力矩存在下的钉载分布规律。

2.根据权利要求1所述的考虑间隙和拧紧力矩的复合材料螺栓连接结构钉载分配确定方法，其特征在于：所述步骤A中首先建立考虑间隙和拧紧力矩的螺栓刚度模型实现过程为：

（A1）假设间隙对方程参数为线性影响，拧紧力矩对方程参数为非线性影响，通过建立影响方程研究间隙和拧紧力矩对螺栓连接刚度的影响规律，并最终将其应用到直接刚度法中；

（A2）得到的螺栓刚度模型为：

在静摩擦段，螺栓变形δ的范围为：

δ≤Dnn(1+Dmm)[K3+Acc+(Cnn)Cnn],]]>

螺栓所受载荷F与螺栓变形δ的关系如下：

F=[K3+Acc+(Cnn)Cnn]δ;]]>

在滑动段，螺栓变形δ的范围为：

(Dnn(1+Dmm)[K3+Acc+(Cnn)Cnn]~Dnn(1+Dmm)[K3+Acc+(Cnn)Cnn]+c),]]>

螺栓所受载荷F与螺栓变形δ的关系如下：

F=(K2+Bcc)(1+Bnn)(δ-Dnn(1+Dmm)[K3+Acc+(Cnn)Cnn])+Dnn(1+Dmm);]]>

在螺栓刚度段，螺栓变形δ的范围为：

δ>Dnn(1+Dmm)[K3+Acc+(Cnn)Cnn]+c,]]>

螺栓所受载荷F与螺栓变形δ的关系如下：

F=c(K2+Bcc)(1+Bnn)+Dnn(1+Dmm)+(K3+Acc)(δ-Dnn(1+Dmm)[K3+Acc+(Cnn)Cnn]-c);]]>

其中，c为螺栓与钉孔配合间隙，n为螺栓拧紧力矩，m为连接结构钉数量，A_c为间隙对螺栓刚度影响的待定系数，B_c为螺栓与钉孔配合间隙对滑动段刚度影响的待定系数，B_n为拧紧力矩对滑动段刚度影响的待定系数，C_n为拧紧力矩对静摩擦段刚度影响的待定的比例系数，C_nn为拧紧力矩对静摩擦段刚度影响待定的幂系数，K₂为滑动段刚度，K₃为螺栓的刚度，h为静摩擦段螺栓结构的最大载荷，D_n为拧紧力矩对h影响的待定的比例系数，D_m为连接结构钉数量对h影响的待定系数。