بررسي تاثير رفتار غير‌خطي ماده بر توزيع بار در اتصالات كامپوزيتي تك لبه چند‌رديفه

Determining nonlinear behavior effects of material on load distribution in single-column multi-bolt composite joints

در اين مقاله رويكردي تحليلي براي تعيين توزيع نيرو در اتصالات پيچي كامپوزيتي با موادي شامل رفتار غيرخطي الاستيك ارايه شده است. توزيع نيرو در اين روش با نوشتن صريح روابط تعادلي قابل محاسبه است. اين روش شامل حلي تحليلي بر‌اساس مدل جرم- فنر و تركيب آن با رفتار غيرخطي مواد است كه در آن چندلايه كامپوزيتي و اجزاي اتصال به‌عنوان مجموعه‌اي از جرم و فنر در نظر گرفته شده است. با استفاده از اين روش و تحليل معادلات تعادل حاكم بر سيستم، نيروي اعمالي بر هر پيچ و جابجايي آن قابل محاسبه است. در اين مقاله پس از معرفي اين روش، توزيع نيرو بين پيچ‌ها براي يك اتصال سه پيچ تك رديفه محاسبه شده است و براي بررسي تاثير رفتار غيرخطي مواد بر توزيع نيرو در اتصالات، تغييرات نيرو برحسب جابه‌جايي براي اين اتصال با مواد خطي و غيرخطي رسم شده است. نتايج به‌دست آمده بوسيله مدل ارايه شده، افزايش تقريبي 5/2 تا 5 درصدي جابه‌جايي پيچ را براي اتصالات با مواد غيرخطي نشان مي‌دهد. علاوه بر اين، در اين مطالعه با توجه به تلورانس‌هاي ساخت و امكان وجود لقي،تاثيرات لقي در اتصالات با رفتار خطي و غيرخطي نيز مورد بررسي قرار گرفته است.

In this paper an analytical approach for determining load distribution in single-column multi-bolt composite joints that contain nonlinear behavior is presented. Load distribution can be computed by the writing of governing equation of motion. This method is a closed form solution and includes a combination of spring-based and nonlinear behavior of materials theories. In this method, ideal bolted joint is similar to spring-mass system. Exerted load on each bolt and its displacement can be computed by using this method and analysis of governing equilibrium equation of system. In this paper, after the presentation of this method, load distribution in single-column multi-bolt composite joints is investigated, and curves of load changes versus displacement changes are plotted with linear and nonlinear behavior of material for determining nonlinear behavior effects of material on load distribution. The achieved results via suggested solution indicate that displacement increases about 2.5-5 percent in comparison with results of linear method. Due to manufacturing tolerances, bolt–hole clearances can vary within allowable limits and fits. Therefore, effect of bolt hole-clearance on the composite joints with linear and nonlinear property was investigated.