柔性接頭界面端角點應力奇異性①

安春利，任全彬，王鐵軍，趙桂平

(1.中國航天科技集團公司四院四十一所，西安 710025;2.西安交通大學，西安 710049)

柔性接頭界面端角點應力奇異性①

安春利1，任全彬1，王鐵軍2，趙桂平2

(1.中國航天科技集團公司四院四十一所，西安 710025;2.西安交通大學，西安 710049)

基于界面理論，建立了柔性接頭增強件、彈性件兩種結合材料形成的界面端角點附近奇異應力場方程，依據(jù)界面連續(xù)條件和自由邊界條件，得到了與奇異應力場關聯(lián)的特征值λ的線性齊次方程組，通過該方程組的求解和公式推導，給出了柔性接頭界面端角點附近含應力強度系數(shù)的奇異應力場和位移場;并根據(jù)特征值λ的取值范圍，獲得了應力奇異性消失的柔性接頭彈性件、增強件材料匹配和幾何形狀角選擇。選取柔性接頭常見工況，分別進行了角點附近奇異應力場解析解計算和有限元計算，驗證了解析解的正確性。

柔性接頭;應力奇異性;界面端角點;特征值;應力強度系數(shù)

0 引言

柔性接頭依靠粘接面?zhèn)鬟f載荷，粘接界面是高分子材料組成的界面相，該界面相將增強件和彈性件粘接在一起，由于彈性件、增強件為球形環(huán)狀薄片，導致在每層粘接面處存在界面端角點。柔性接頭漏氣破壞模式出現(xiàn)的主要原因:一是由粘接面某處脫粘或弱粘引起脫粘面的擴展而形成的漏氣通道;二是粘接面端部角點處存在應力奇異性。擺動中，角點部位率先形成脫粘源，隨之脫粘部位不斷擴大，形成貫穿性氣體通道，最終導致結構漏氣。……