译文碳纤维复合材料螺栓接头的局部疲劳性能

碳纤维复合材料螺栓接头的局部疲劳性能aDivisionofLightweightStructures,DepartmentofAeronautics,RoyalInstituteofTechnology,SE-10044Stockholm,SwedenbFatigueandFractureSection,StructuresDepartment,FFA,SwedishDefenceResearchAgency,FOI,SE-17290Stockholm,Sweden【摘要】：复合材料螺栓接头在疲劳性能下是可以理解为一种好的局部特性对于紧固件及周围的组合是必须的。在测量两螺栓复合接头的局部应变使用了不同配置的应变仪。螺栓在重复荷载作用下螺栓运动是有节奏的。结果发现影响螺栓应变的发展。测量螺栓滑移和应变循环显示摩擦力的影响，螺栓应力和疲劳损坏的连接影响螺栓夹板的疲劳性能。螺栓连接试验的断口金相表明持续的高荷载严重破坏局部的螺栓孔。个别紧固件疲劳性能意味着影响观察不同螺栓孔疲劳损坏。【关键词】：疲劳；断裂；断口；螺栓层板1.导言飞机复合材料结构通常有比较厚的部分，旨在支撑高层次的结构荷载。最佳的方法是用这样的结构，因此，机械紧固用螺栓连接。飞机服役期间主要结构部件受到重复荷载。这些变动荷载可能会导致晶核形成和疲劳损伤的增长从而导致结构的失效。因此，重要的是要了解飞机复合材料的结构疲劳性能。分部件和试样可以表现复合材料结构的疲劳性能，包括螺栓接头[1,2]。螺栓接头的主要目的是通过紧固件转移外加力从一个连接部件至另一个。然而，螺栓孔引起高应力集中，因此这是必须承认疲劳载荷损害的一个来源的原因。另一方面，粗劣的加工和钻孔作业导致出现脱层，破裂的纹理，和退化基体的热度过高[3]。脱层螺栓孔周围也存在组装不正确的连接组成部分[4]。加工和安装缺陷等在进一步重复荷载可以传播，减少复合材料的螺栓疲劳力。当复合夹板有孔被加载考虑时，存在影响螺栓的疲劳过程。人们发现，螺栓孔周围疲劳损坏分为三类，即：孔磨损，复合材料接触面的损坏，以及由于钻孔而引起围绕螺栓孔分层的增长[4]。螺栓孔的摩擦力所造成材料磨损侵蚀。损伤的接触面在荷载下引起下螺栓弯曲。这将导致孔在疲劳载荷下伸长。结果发现，增加脱层螺栓孔周围的螺栓接头结果减少了疲劳寿命[4]。据观察，初步估计给复合材料接头预加应力影响螺栓的抗疲劳应力。如[5-8]报告，如果夹板夹紧有所增强则复合接头同样有较高的抗疲劳性。较高的预应力在螺杆中导致更多的摩擦力荷载转移至螺栓夹板之间。高级坚固件是增加复合材料螺栓的强度。然而，螺栓层板分析时坚固件效果的松弛和锚杆预应力的减少是常常被忽视的疲劳。目前的工作目是提供一个深入了解复合接头的局部的疲劳性能。根据以前的实验调查，螺栓的性能可以代表一般情况下的螺栓接头[4，9-11]。在以往的疲劳试验复合接头用不同的几何形状和配置，主要故障是由于螺栓疲劳断裂[12]。因此，对螺栓的疲劳性能和如何减少螺栓疲劳性能的退化在复合在螺栓孔的整体连接的影响状态将予以研究。为了做到这一点，一种实验方法将用于衡量螺栓运动[11]。有人指出螺栓存在有效影响螺栓排之间的应变分布[12]。因此，局部测量两个螺栓应变获得螺栓运动结果。在联合重复荷载作用下光学断口扫描电镜用于疲劳损伤的研究开发体系。2.实验方法2.1.检查接头复合板制造中使用了碳纤维/环氧系统（HTA7/6376）利用其各向同性和0°受控接头在图(1)中指出。试验物也加入了二，四，或六钛螺栓以突出六角头正面朝上如图(1)所示。试验物疲劳试验应力比，最终R=σmin/σmax，等于-1。所有实验在室温条件下（≈22°C）和空气相对湿度（≈65％）进行。试验物没有依据的标准是力位移确定增加0.8毫米限额的总挠度大小。2.2.实验测量设置应变仪被用来测量一些连接螺栓试验物的应变分布和计算他们之间荷载传递[12]。有人指出，应变的发展很大的影响两个螺栓的存在[11，12]。因此，在研究这一疲劳试验的影响应引起注意。该应变仪靠与接头旁如图（2）所示。同样的四个螺栓试验物是用另外的应变仪仪器M13如图2（a）所示。世图佣1疏：试验物励（芽a烫）两个螺栓舅，尝(b)可莲四个螺栓筝，淡(c狗)添六个螺栓顺族为了研究螺栓守及其对邻近一增部分讯复合物的疲劳灯性能，采用整兰体联合状态的穷循环荷载实验甲方法，螺栓运破动变形测定仪观。如何附于试斩验物表面和螺宰栓头如图颗（工3皂）所示。缓匠稼变形测定器使应用由铝和环氧奶胶粘剂制造。虽3挂.怜结果和讨流论汤榆3.1认.副抗疲劳的标傻本包省胶畜获得的疲劳寿冬命的测试标本容图所示询（最4布）骡参定[12允]次该线的疲劳数运据划分是由最知小二平方的对棒数。雾把盆图转2北坑螺栓变形测量耳器在试验物表毁面有四个墨（边a延）和六个屿（冶b扩）螺栓企申桑一般而言，亿六个螺栓望抗疲劳的连接淋是最高的，其炉次是试验物有连四个螺栓。最两低的表现疲劳贪耐久性是用两眼个螺栓的连接闪。笼菊纪表偶1墙显示了在疲劳甜试验目测检查汁几个试验物所糠得的结果。在旱工作煎台群凳“恒BF望M储”国采用螺栓故障潮模式方法，而棉带括号的数字及说明螺栓在疲丘劳试验下失效池（参阅符图行2巡）。于星干正如所见，在带最终连接故障杂之前试验物开德始退化通常是嫌长期的。它涉悼及垫圈故障，鬼螺栓旋转，螺胖栓孔柜在疲劳碎片洞良之内隙的疲劳退化。遵螺栓灶开始转动似乎急是随机确定。私大多数试验物斜由于螺栓疲劳松断辫裂少[12沸]偷。对于连接有宿两个以上螺栓趣发生归故障后，至少显有两个螺栓破删坏如肿图够5劫（炎a楼）显示了螺栓况破坏的例子。嫁狭知可以看出，病大部分芽螺栓失效是悠由于去中间的螺栓杆赶，在该部分发驶生弯曲是由于惜最大应变，泊图萍5砖（污b的）显示了螺栓圣的断裂。断口影显示曾出明显的裂纹冰开始点（见标网志嚷“柿A佛”祖），海滩状花劈纹表明裂纹扩步展，最终断裂垒范围。在复合铁材料断裂表面劫疲劳碎片之上璃有黑色圆点。扬3.2泳.呆螺栓寇运动竿测量烫虹岗螺栓扒运动纱的结果作为螺糟栓运动蹈的哥范围，这是辈由于重复荷载最期间剧压英应力和拉应力羊峰值下识引起螺栓变形股。螺栓常运动粘的结果如图客（子6似）所示共同控猎制力位移曲线绵，这反粪图建3腐（郑a俊）和院（逮b刘）描绘了螺栓范在变形测定器义下的运窝动恨挣图王4烤尚疲劳寿命结果今映了试验品的谅疲劳试验总挠吗度记录。流采驼控制力位移和寿螺栓杆运动曲放线的特点是三延个不同阶段的窃演变。在开始摩的疲劳试验，赛所有的曲线显毒示出下降的控熟制力位移和螺呜栓杆育运动椅。这是由于复暑合板的摩擦系游数增加了，导增致它们之间摩给擦力增技加土[13拦]字，而且螺栓孔它开始积聚疲劳烦碎片，减少了乓原始孔的表面庄和螺栓杆之间挺的空盆隙颗[蜘见图恐第谣7怒（肢a简）卵]爪。冬训漫疲劳碎片所造挺成的磨损，见梯图柏7困（妄b伴），是由于螺逮栓在荷载下运镇动并围绕复合耀材料的螺栓孔留重新渣累哭积缸[4柿]南。附表螺1半:咽疲劳试验的外违部观察结果猾试验物构造践买孕靠作用应力船（冠MP睛a洋）斜走飘葱循环次闲数艘踏缴划置检查结果骗两个螺厘栓造舌战155孩慎声12训60宋壳饥肝螺哈栓宅1棵转繁动羞印拢雨疗推上擦吗1562抄滤然蜡姜失效遵：驴BF衡M难（互1绢号）吸四个螺搭栓前返俩166奶周炒13鞠0艇骤谣钥螺以栓概2接，皇4槽转动师4350山戏指绘扇螺牌栓通3调转动衡览缸笋企鞭轮753急00弯愧共角螺投栓抢1扩转动晕搂偷欧文容盯察弟83961应部娱再酿失效虽：悠BF海M兰（狭1居，滴3眯号）菊夫躬四个螺稼栓富驰交285测柴洲50酷0擦紧除言来自孔疲劳碎铜片豆2652导茫师忌着螺沾栓拜1殿失效芽2654汁纤惊劣统螺胆栓惧3泡芬失效岩畅鲁赶灵少纽摊吃7500薯抛拔拉失效挎：玻BF竿M党（顶1慧，喂3谈号叙）墨+Net-s团ec语燃六个螺栓同方喷向放贿置艇闸276廊跪底6鹊500席枯内燕丘垫厨圈脉6弹断裂沃7000宗津洁们誉垫喇圈婶5蝴断裂链澡栏脆极乓牢85聚00劣蚊拥涌螺链栓伞6型转动视鼓顽紧碗木担11来500距内情丽螺厕栓蜻5皆转动池企春覆敬促榨渗病13699武缝私厌失效姥：粘BF六M牵（刃5悼号娇）除+Net-s秀ec或僵六个螺栓同方崖向放石置捷滨305盟队壶8下50柄狼钞豪馅螺呜栓谁6迟转动捏1000哨饱机牲头螺辈栓问1学转动像1600吼古听视换螺御栓乖2记转动登3250描朴册训盏垫派圈沈6侮断裂穗3500王涉牌殖谣垫巧圈商5政断裂失9798闻榴苦构托螺冲栓孙1剂失效娱10117技污线湖舰螺剖栓亏5关失效级橡的崇忆陷住郊锹10128下荷余叙碍失效醋：辛BF税M篮（营1平，缎5锁号）耐六个螺肢栓窗0购°坟俯视放睁置摔旨296隙师壶2悟30准殿焦寿螺球栓撒1个，样5酒转动佩725伏岸呆帅衣螺胞栓利2泥转动有750牙掀卸阵蚊螺盒栓渡6昨转动洋欧渡劈叔声业槐才特督稼页孔上的疲劳碎平片枯1083僵晌款侵若螺盯栓粗4珠转动丰11555弦邀旷话添螺闭栓伶3深失效及13729马于拣叙失效益：室BM很F吼（趁3村）且完全地切宅断快下一阶段捆控制力位移和浮螺栓雪运动蝇的曲线特点是割一个缓慢而稳役定增长的区域王。可以认为，贪这是由于螺栓作中预应力减少拴了，摩擦系数文减少了，在他偏们周围螺栓孔勇和复合材料疲挑劳退化。减少凳螺栓预应力鸭于循环荷载作挖用的初期相比嚼导致较低教的辆摩擦力连接复豆合钢板。因此玩，减少板块之喜间摩擦力荷载召的转移，从而粉增加了螺栓的蔬荷载转移，结僚果导致板之间吵的位移。减少渣摩擦系数也拴h伶减少了摩擦力姑。此外，被观缺察到检测的试址验物在这一阶捧段的疲劳试验奶的疲劳累积碎测片往往没有希移出螺栓孔。妄由于疲劳碎片伍消除，扣件和踢螺栓孔之间的楚空隙增加，从伏而即试验物更多的权空间用于螺栓宣在进一步的疲宅劳试验。照图园5均螺栓的疲劳破遮坏。耍图揭6撑螺栓兽运动圣精确的结果：怜（斜a司）试验物有两宴个螺栓芹，甚σ并=155MP焦a凭，微（悄b更）试验物有两爷个螺栓瘦，循σ米=127MP映a我，拿（粥c剃）试验物有两已个螺栓粮，坚σ叼=329MP裁a合（注意刻度）宝图慕7见疲劳碎片在孔装（规a咐）表面和在孔创（细b捆）周围破了的窑区域眉娘贺控制力位移和央螺栓运动曲线尤最后的阶段对蜘应的故障处理差过程的连接往盆往涉及到个别激螺栓的失效。宏这一阶段往往砖显示出迅速增罚加的控制力位彻移和螺栓运动搬范围。失效的护连接发生两螺椒栓疲劳断裂后序的某一螺栓；旧而连接有四个纸和六个螺栓失俗效后，至少有贯两个螺栓破坏浮。在江图精6拿（铜b锦）点拦（倦a彩1玩）是明显的。炎这指向对应疲狼劳失效螺兼栓倦2柄号，见雹图咸2菜（博a谨）杰，幻944450刺次循环跪。这引起螺蠢栓鬼1困号的更多织运动亿，贴但描3汇号螺栓下降的怪曲线显示出螺恩栓在这个朵数量的臣周期孟后运袄动。进一步发售展的控制力位菜移和螺栓运动姑范围显示出逐屡步增长的曲线斤所产生皱的额外损伤构试验物的发展炭，除趋了兰3流号螺栓另外讨辉论趁。隐旁绝港在礼图油8附中，测量螺栓迎运动子的发展表明螺奇栓加荷运动后颈不同的配置的座试验物循环不哲同数量的周期棕。螺栓挠运动竖循环位群移定0.牵1刑毫米啊图捆8达（帝a辽）昨，卸0.0圣4享毫米在姿图圈8敌（敏b思）汁和贸0.0爬5宪毫米图推（靠c帽）可以皮观察。在循混环夫“嫩BM同1命”越和李“叨BM次3秩”查符合测量螺沫栓谨1泡和竹3谱同样在侄图雅制2写和胁3骑（知b辅）上。箭头表椒示循环的方向踏。字昌悔一般而言，较缠高的外加荷载急和不太复杂的蚂连接结构，这丽是让它们进行等更好地测量螺惧栓压运动饰循环的外观和谋更容易分析。照图别8直（福a狗）表明当荷载咸在第一个周期谜荷载螺栓没有恰运动阵，直到荷载达劲到捉15K传N洋（见颤点铁b亲c螺）。这捎时浩荷载达到静态那摩擦系数且螺窝栓开始在螺栓慕孔健运斑动。如果螺栓粥假定预紧力柿是丧12K蚊N冤，从制造数据胆表知静态摩擦拥系数在复合板葡之间旷是蚀0.3倡1细，这是一个实刘际的谷初始重摩擦系数。当黎荷载进一步增这加螺栓将开始物转移荷载，因申此弯曲，使一税个螺栓运扛动待0.知1摸毫米。这相当甲于一个螺栓弯群曲坦0.25丙°墙。然而，进一病步螺栓弯曲在希孔边缘受到约科束（见掀点狡e朵c毁）。拉伸部分该的荷载周期看中起来几乎是相嫌同的循环压缩况部分。同样的丝拐点菊，家b滩t隙和职e孟t妙，可以观察。挠朽循正如已经指出稳的那样，一般做螺栓窝运动浆发展可分为不留同的阶段写从鬼而影响摩擦力康，预压力，对管螺栓孔的累积陈损伤。在只联有听1姐0娘个周期的拐点息，点b朱t谅，凡b友c纠，攻e促t脆,响和朽e灶c多,释亲与第一周期相幅比出现在较高四的绝对荷载下长。这是由于复和合板摩擦系数细增加了，因此嫩，在它们之间功有较高的摩擦罪力。这将导致絮荷载通过螺栓过转移的减少和纵螺栓弯曲降低弓。因此，拐点驰表明达到较高丘外加荷载。疲磨劳碎片，开始般在这个阶段积猾累，开始填补悔间隙孔和螺栓辛杆。结果是较赚小的螺栓劲运动另与第一循环（逆见循环区域）会。亭图知8知螺栓循环肤运动盐：粱（诊a宏）植4.雁1登型号的试验物便在庆σ陷=155MP生a较下测试；促（纹b雅）熊3.随1坦型号的试验物晓在领σ亦=155MP式a辛下测试；源（臂c夏）叔1.劣7桶型号的试验物侦在写σ立=155MP厨a判下测试唇站党当循环周期进阴一步增加，碧螺栓寄运动泼随循环确而恢变动形状周。划分循环周舍期后，惕循环秤55也0该个周期以后包锣含冲元击睬，堵S虎t您和锡S并t那，表明螺栓克礼服摩擦力后在牌螺栓孔问运换动时是在降拉压应力己荷载变化以后昌，伏反之亦然。此巾外，滑动杆在澡疲劳试验下长绸度增加，表明派螺栓孔伸长率干越来越大。在助已发生滑动，润螺栓开始在螺谁栓孔弯曲。随铲着拐点致，川b费c窄和挎b遍t求，显示弯曲部否分开始于第一群和楼后筐1洒0汉个荷载周期荷由载。这是由于肾复合板减少了争预应力螺栓的眠摩擦系数降低政了摩擦力荷载耗之间的转移。诞该摩擦力克服巩较低的外荷载乳。此外，诱开始试验存在慢的摩擦力化使拐点指示缓宅和。随着周期荡的增加，拐点别似乎更加显着悔。螺栓孔的疲棕劳退化导致螺鼠栓杆在孔中伸掀长。这将使孔坛洞表面和螺杆柄之间空隙增加赌，从而将有更村多的空间给螺固栓在螺栓孔中晴运动退。螺栓径运动蚊范围随着疲劳爽试验结束时增鹅加。此外，伸绞长的孔洞减少初了从孔表面限好制螺栓在最大孙荷载下的弯曲驼。因此对应拐义点论，逼e权c杰和嗓e杀t净，变得缓和并盯最终消失在疲碧劳试验结束时南。重要的是要赢注意到，循环抗变化运动的螺溉栓很早就出现漆在疲劳寿命的梨连接中并迅速孤反映变化的坚写固件系统和邻减近的复合材料局的损伤状态。决月芬螺栓啦运动减的循环状态的为试验霞物疗4挺个广和膝6忽个螺栓更难分便析，由于螺栓纽的相互作用，供试验物有两个均螺栓一致。尽见管如此，可以赔找到一些类似景之处。在缠图乔8症（翁b可）中，这显示唤由票4拐个螺栓试验物孕产生的结果，财拐点可以反映冻螺栓开始弯曲冰尽管他们不明昏显，因为以前宏较低的荷载应追用于试验物。百在图胁（睡c带）中，这是六剑个螺栓试验物贫结果，这些观戴点似乎更加显性著。循环在两辣块结构不包含金冲击，这将表强明螺栓滑动。咏此外，从耀图元6株（会c轧）保和婆8禽（粥b环）中，似乎螺毒栓开始运动范冬围对于的螺伟栓辰1项号大于螺懂栓萍3货号的疲劳试验变。测量荷载的鹅传递寇参秒[12析]踢对于第一排螺胀栓，其他疲劳奶试验相比螺局栓冠1猫号在开始似乎于已经出现了较橡大的局部外加末荷载。基本上伞，让螺栓排传婶输更多的荷载精，螺栓更易婶运动史。然趣而，消如盐图阴6仍（颤c临）厕和估8统（锈b膜）所示，银在相同数目的怜疲劳周期下愁各种不同的螺垫栓弓运动刑或多或少有所敲增加。在一定森数量的荷载周祥期后不同的螺奴栓排开始转移象相等的外加荷去载撒[12]感。在试验结束富时，他们将转椒移不同葵量的外加荷载明，因为当一个偶螺栓失效，更斤多的荷载是通知过剩余的螺栓掩转移。螺栓故讨障影响螺栓容但易地循环割运动猾。对于螺睛栓刷3母号循环最后的臭形状在俭图富8和（卸b较）和螺窝栓痕1强号在逆图界8凝（场c替）在划分比较乌之前是很不同誓的。在疲劳试泻验期间，连接天有四个螺栓蔽的衬2索号螺栓熟在蛋97447炒0壮周期之后失效宜；而在六个螺劲栓的连接，螺告栓倚3快号穿在桌11555墙次缝周期后破坏。组螺栓失效的状伪态影响其他螺疲栓，这也影响虾了螺栓遵运动敬的测量。在考每虑秆BM3液皮循吉环投993400棵次辫周期后在鸣图跟8机（知b鸦）中，这是很范清楚为什么在艺相同数量的周勾期螺栓请运动蚁曲线与螺栓嫂图枯6例（犯b兰）显示一致。撇图开9团不同编号周期伸下应变仪的循讲环：恋（阳a特）塞3.阻1励型号的试验物响在挎σ迫=250MP策a栋下测试；莲（谦b煌）毅3.役1臣型号的试验物器在滑σ自=127MP孤a溜下测试；口（艇c卫）浩1.怕1常型号的试验物速在轧σ兵=305MP识a谋下测试；握（隆d灵）晨1.点7蔑型号的试验物蛙在者σ易=296MP洪a矿下测试穷3.3尤.鸦应变循环震职群两螺栓之间的求应变是有规则希的在疲劳试验剩周期使用应变技仪测量不同数皮量显示如斩图色2抗.因图聋9指应变循环的试窜验物名有疑4献个直和挂6述个螺栓。不同谱的循环有位摩移乓200遮0脑μ板应变直到便与鸣观察。曲线的屯循环箭头指示换了其方向。脏片钩正如机图虽9个（货a命）惩,蹄（重c撒）和仁（既d藏）显示，应变誉仪的循环包含煎的拐点分别地资显示了震（懂a渐t爱）和窄（秃d夜c效）的拉伸和压幼缩部分的荷载糟周期。这些造亩成螺栓在循环帐载荷期间的影票响。为了显示凯两个螺栓首运动吗对螺栓应变测酿量的影响，芬图矛1智0押显示坛了壶螺栓忍运动叫和应变佣仪搅3感号朵在珠700岭0角次循环周期拉如胜图深8贵（句c说）含和圆9漫（蛙d抗）。超奥咏两个循环拐点侧出现在近似的膨荷载等级下。昨直到胆点闪a特t缠和腔b尊t起，从零荷载，习外加荷载通过遇复合板转移表嚷现出摩擦力的倍初始路径提，余0-b伐t必，随着螺栓循秩环慈运动绍。由于荷载的鸽持续，螺栓洞督开始弯曲，这档是表明了其后讯冲击刮，助b扯t聚-e捧t体缺[统见柱图鸭1亮0览和测1按1佩（瓣a厉）程]采横。增米渐尺轨涉道嘱a族t腊-d科t丹显示在应变仪固下应变循环使易螺栓弯曲隔。帅SG右3叔循环显示出尽酱管礼实际哨拉力增加但应希变却下降。由桨于荷载转移和妨螺栓弯曲，螺仗栓排在孔表面骗有了接触力。著在应变辱仪趋3歪的位置接触力辩造成螺栓悼在买[12侦]枕的压缩变形。绵因此，应变冬进一步增加显疲示出应变循环叨是可忽略的。急同样的影响，垂有人指出在螺割栓静态拉伸试伶验接头形状和跌材料没有变岛化攻[11]喂惯。欲乒利在图网中尸1懒0榨点王e蚕t商指示螺栓受倍边限制而弯伸曲医攀[自见懂图共1醋1幻（庆b凤）滔]店。芳d犹t存点反映的是在斑变形测量仪在嫂这一瞬间的值鹅。厨图顺10殿它螺栓狸运动滴对应变测量的剩影响火压缩循环部分堂显示络比较摩擦力与榆张力影响较少驾的一部分，因棉为拐点指灌向袋a萄c符和到b假c搞唱，沙螺栓开始弯处曲那[神见丘图懒1侮1馅（严c铃）据]困，不太明显。颤下一个拐点饰，棋e踩c承和揭d怎c征，对应于螺栓是弯曲受到孔边抖缘限制。在这隔一时刻织显示连应变循环迅速吴下降，争测量时否应变荷载进一餐步增加。这可动能是由于摩擦式力的影响和荷椅载开始通过螺豪栓殖[俱见巾图毒1饰1偏（淹d悦）送]锻。可以看出，泪当螺栓孔受压评缩，螺栓杆之冤间的空隙和孔支洞边缘是不予负考虑的。这将踢使荷载贯穿螺读栓滋[14战]盾。梦图先1访1粗单个螺栓在不吴同荷载阶段：腿（狡a甩）和掀（暑b芽）在拉力下；劫（骂c潮）和醉（岗d序）在压力下面荷载水平线上肠点赖（桐a湿t华）和攻（但d测c哈）显示，越来隐越多的周期降宏低了。例如，越在筒图般9鹿（胶a销），点雕（革a然t慨）开始循环出拿现危在模40K队N愚，而梨在耽20K列N猫下抢相同的一点出桑现前在分4200猴次惩周期后。这种抚拐点是由于摩京擦系数变化而示造成的，预近应唱力螺栓，损害询螺栓孔疲劳积插累荷载与讨论阀螺栓绿运动熔一样渗。否拴腥漏正如包图俱9称（枣b柄）所示由循环矮的应变咸仪侧SG昆3纱和英M1芹3崭（参阅顺图坦2罢），也没有清邮楚的表达应变要测量螺栓试验肤物受到了低荷骑载疲劳试验影极响。最后两个妇循环显示兄出获2配号螺栓叹在牌97447愁0恶次循环周期下当破坏后应变仪叔不同的状态。登这将影响测量跟应变跳仪姜3对号，而其他循卫环似乎没有影砍响到螺栓的失施效顽。败杜蚕刊图很9急（池c袍）和剃（豪d摆）显绪示纯6个个螺栓在应变连仪痒3熔号薄和环8内号的循环。分耀析测定表明，指尤其是在大量皆的周期后循环震应变渔仪费8钓号的状态与应貌变坚仪揉3左号类似。尽管释应变她仪地3享号滞后并不明雀显，其形状相勤似。但是，应劣该指出的是，灶应变炮仪其8擦号高测量句仅仅缩在海475碧0勾周期翠后睡完成补图包9残（遵c男），在目测检狸查试验物，复辣合板表面层的刷两个裂缝在弄应变裂状态下被发现化，从而造成读奖数误差。同样递的事情发生在向其他接头处解犬释了为什么测践量应变怖仪赤8劝号尚未结束疲充劳试唉验杠[术见朝图才9里（轧d闹）佩]醋枕。泊犬3.4阅.越断口观执察丽蒜军词为了研究疲劳韵损伤的发展，球在六个螺栓层或板两节点间使忌用了检查螺栓槐光学断口技术摸。层板的检查樱是最外层板的抵连接如却图立1学2缩所示在标本测剥试肝σ盟=32进9豆兆肿帕捷0从和鼓90剪°逝区域贯穿螺栓里孔的中至心懂1政和堡3肤号。虽然有一砖个螺栓扫在麦670玩0坝次周期失效，良控制力位移限繁制，即失效标安准，是总计达胳到覆861静7典次周期后，因探而材料标本失义效是假定发生狸。帝疾看霉图从1死2户（蹲a撒）和盏（昌b残）表明持续的撕疲劳损伤猴在摇1贺号螺栓孔的测嫂试。正如所见塑，福这个孔在外加慨荷载方向它受损害最严重翅。在斜穿螺栓碎孔双0丽°天区域显示有长赏期存在的层间季分层，碎裂片祖沿着洞表面，元严重的剪切破皮坏，孔边的大壁量破损，并且变不断的开裂。贼目测芹检测表驴明渴1删号螺栓孔户在亩520傻0预次旋转周期开拦始旋转并最终忍在摸670插0赵次周期失效。续图少1铸2衡六个螺栓试验苗物在诱在疑σ缓=329MP膛a芳下试捉验判.膨螺栓浪孔环1孩：归（说a拿）貌0宾°炒断面；柏（亩b降）任90侦°月断面。螺栓盐孔竟3挠：雅（活c诞）末0舒°寄断面；睛（珠d易）璃90每°般断面蕉螺栓转动表明岗螺栓预应力已淋经消失了。这公将增加孔表面呼的承压应力，蛋因为荷载转移仔摩擦力就会消触失，这导致了妨复合夹板在施芝加载方向上严龄重的剪切破坏建。看来，剪切队破坏的根源是爆长期层间的分夺层，其中大部部分在第三屈个冒0荐°粪和第四就个式90衔°援层的顶部和底拒部两侧的夹板扮间发展。形成吩的剪切破坏的挡结果导致支撑注物胆[7她]敞刚度减少。类也似大量的剪切减破坏也可在其激他螺栓孔观测柴到，护除产3扰号螺栓孔，这前将进一步加以简讨论。减少支替撑物刚度与孔千伸长率将增加弦总伸长率导致戒试验物坚固件共达到力位移界顽限腐。送近将夕比较边缘的螺伞栓孔，底部边览缘似乎比在顶尤部更易损坏。血螺栓弯曲处接蓝触面应力将是香最高叔的迹妈[石见蜡图虑1陵1蹈（咸b荷）和随（着d占）计]漫。接触应力上遥方边缘也引起堂螺栓弯曲，这型将低于载荷发暮展方向的趋势轮。综合顶部边推缘，那里的接史触面应力引起些螺栓在载荷期首间弯曲。因此啊，在底部边缘米比在最边缘的环螺栓孔疲劳损傲伤更严重。沿惧牲该螺栓孔受施讲加载破坏最严廊重，损坏以分滑层形式，碎渣拌突出，并不断剃的位沿做±45劣°僻裂缝叠加以及敞在仰90宋°健区域减描少水瞎[诚见陕图驻1盆2崇（驴b文）宋]煤。睛爱妄忧螺栓贪孔歇3组号疲劳试验期谋间不旋转，同零样地便可历发现，复合板爽必须分节解开访，它似乎保留艺最初的预扭蛋力坟。从光学照片托中可以看到来押自查3捎号孔事图工1跑2雾（形c验）和碗（歇d丽），在螺栓孔筑的测验期间它玩们显示只有很耗少的损坏发生棚。烘观察螺栓拜孔仙1箭号陪它们几乎是在沿同一类型的疲怀劳损伤下，但蒸损害的伸延并零非如此扩展。筑这表明在劳疲宣荷载下保持螺箩栓层板紧固件偶的最初预应力村是多么重要。咳撕储图济1另3胡显面示茎0兽°孩区域付从湖6怀个螺栓逆的稍试验物减少三添个螺栓孔，这尺是疲劳测狱试怒σ宪=183M路P告a往和该在肚19695宪5矮次周期螺栓失握效模式后。衣灌醋那表明螺栓孔局在螺栓测试疲每劳失效期间出鼠现的地方。在末这三个螺栓孔艳中，螺栓滥孔傅4澡号损坏最重。茫其特点是存在联剪切破坏，层锐裂缝，长期间宅脱层，并决定拳了孔边。然而伸，剪切的损害古并不像恶图捎1佳2殊（佣a退）标本那样大驼。这可能是由煮于连接在低荷经载下测试。低哨荷载减少了全盗面的剪切破坏枯。但是，可以始看出纲图证1挠3率（补b化）和师（劫c丑）传播脱层是谋比较久的分层薄显示池图疲1哪2锤（颜a渐）和滔（池c友）。对于分层柳增长总数的周严期更重要的是朵在高峰荷载下探可能失效。高酸峰荷载剪切破证坏似乎比循环警周期的失效更挺重要。晋图保1解3设六个螺栓接的试验物仁在容σ营=183M地P性a住和虑196955厌次循环饺周期失垦效恒之后：（朵a勇）秧是抬2遍号螺栓孔袖0裹°它截面；剂（锯b传）界是闯4晌号螺栓孔轿0质°歉截面；挪（尽c纲）译是荒6哲号友螺栓孔需0嗓°呀截面4.结论话主泻本文介绍研究锦了在充分加载艘条件下螺栓接妙头的局部疲劳持性能。所得几从个结论研究归大纳如下：维扣件系统与衬绪垫故障的疲劳这退化，减少螺女栓预压力和螺房栓孔的疲劳损破伤。通常断掉见的螺栓的螺栓晋杆中间发生最听大应变廉。怒闲惰叼在疲劳试验中终发现螺栓滑移扯增加。变化状红态中的螺栓很阵早就显示对螺台栓接头疲劳寿傅命的影响，反矩映出畏在充损伤状态发下述扣件系统和邻现近的复合材料掩迅速变化。勒两个螺栓应变滔的变化取决于商螺栓在载荷下厌的状态。应变摔仪循环显示影冤响螺栓材料的徐应变术测量。加之螺涨栓扁运动伙所获得的结果和，它们表明，仇摩擦力的影响梨，螺栓预应性力，孔洞磨损轨对螺栓接头疲涨劳性能是有影进响的吼。名息头厉光学断口表明越，螺栓层板易时受持续高荷载纯强硬的破坏螺妇栓孔周围。但段是，在观察不集同的螺栓孔堵伸长些的损害护程度霜各不相同。这轿是因为个别螺狗栓疲劳性能程钩度的退化，特扩别是紧固件势。略【参考文献】肾疼[1]Ra狗poffA痒凤J,驳吉DillH党D允.梦Certif秒icatio骗nofd垒amage勇tolera讨ntcom恭posite波叹struct狼ures.召In:Pr犬oceedi窝ngsof慎theE命ighth绸DOD/NA栋SA/FAA氏妻Confer萌enceo菌nFibr选ousCo始mposit袄esin佛Struct售uralD芝esign魂(Part换2),因汗Langle桶y叮宋Resear炸ch香渔Center滑,NASA豪,Sept女ember液1990.诉p.499哭–妥514.敢[2]As恢htonH扁R.Dam造ageto功leranc金eand碌durabi产lity通春testin阁gfor销F/A-18篮E/Fco辉mposit贝emate宇rials钥struct皂ures.臂In:Pr匹oceedi浅ngsof粘the3劫7thAIA仔A/ASME胶/ASCE/跌AHS/AS熔CStru梯ctures距,Stru伙ctural井Dynam犹ics,a血nd劝姻Materi桐alsCo方nferen草ce,Sa爹ltLak出eCity避,UT,质15锯–剧17Apr订il钱民1996.窜p.1旧–富13.鉴[3]Pe歪rsson学E,Eri鞠ksson基I,Zac说krisso马nL.E馅ffects架ofho普lemac前hining缸根defect惧sons咐trengt叫hand绿fatigu说elife碍ofco僻mposit帖elami考nates.震餐Compos劣itesP挣artA:艘Appli邀edSci奉encea谨ndMan爸ufactu在ring1宅997;28值(2):14动1捕–翼151.笼[4]Sa吼unders牲DS,垒Galea优蛋SC宜,Deir踪mendji桐anGK.轮Thed娃evelop钱mento辆f巨委fatigu远edama殿gearo翻undfa骤stener堵holes烤inth野ickgr但aphite蔑/epoxy进浊compos翼itela绕minate普s.Com案posite躲s1993浴;24(4)户:309君–烤21.功[5]Po外onC.寇Litera还turer公eview会onthe队desig退nofm株echani垒cally凤fasten疲ed沟渐compos贯itejo产ints.球Paper响presen母tedat句the6睛4thMe壁eting骤of千屈AGARD浙Struct版uresa杏ndMat劣erial暖Panel,目theS举pecial饥istMe巷eting紧值onBeh信aviour帐andA狮nalysi覆sofM票echani零cally版Fasten艺edJoi诉ntsin蔑担Compos蝶iteSt柴ructur安es,洪Madrid届,跳Spain韵,May鹅袜1987.研[6]Wh仰itwort摆hHA.闭Fatigu抽eeval哲uation区ofco暗mposit晕ebolt嚷edand狐中bonded沈joint牲s.Jou冤rnalo桃fAdva岭ncedM分ateria悄ls199码9;45(1柜2):25暑–忠31.讽[7]Sm差ithPA琴,Pasc因oeKJ.倡Fatig延ueof可bolted百joint丰sin(邪0/90)森CFRP陆狠lamina蔑tes.C酱omposi秀tesSc灯ience恩andTe纪chnolo旨gy1987较;29:4怀5施–钥69.君[8]Gr贴antP,趴Nguye尘nN,S比awicki妨A.Be巧a