本文綜合敘述了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料接頭的設(shè)計(jì)、成型工藝、強(qiáng)度分析、試驗(yàn)方法及其研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料耳片接頭的尺寸設(shè)計(jì)、鋪層設(shè)計(jì)和承載設(shè)計(jì)，以模壓法和三維編織法為例介紹了耳片接頭的工藝流程，對(duì)用于接頭強(qiáng)度分析的有限元法、解析法及其相關(guān)的強(qiáng)度理論進(jìn)行了敘述，探討了復(fù)合材料接頭拉伸、彎曲和剪切的試驗(yàn)方法，指出了接頭設(shè)計(jì)和試驗(yàn)中存在的問題和今后的研究方向。研究表明，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料接頭一般優(yōu)先選擇增強(qiáng)型層壓式結(jié)構(gòu)形式，三維編織呈厚度方向增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以及關(guān)于接頭疲勞的研究是今后研究和發(fā)展的方向。

       先進(jìn)復(fù)合材料因其高比強(qiáng)度、高比剛度、良好的抗疲勞性、材料鋪層的可設(shè)計(jì)性等優(yōu)異特
性，在航空航天飛行器的結(jié)構(gòu)中得到曰益廣泛地應(yīng)用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)部件的發(fā)展方向是力求實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體性，不用或者少用連接，就可以明顯減輕結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和提高結(jié)構(gòu)的效率。但是，由于當(dāng)前技術(shù)水平的限制（例如熱壓罐尺寸、模具尺寸、材料和加工設(shè)備的限制等）以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝、檢驗(yàn)、運(yùn)輸和維修方面的需要，必須安排一定數(shù)量的設(shè)計(jì)和工藝分離面、維護(hù)口蓋和多種外掛接口等。因此，在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，接頭設(shè)計(jì)是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

      在航空領(lǐng)域，最初復(fù)合材料是用在一些次要受力構(gòu)件上，如飛機(jī)垂尾、方向舵、升降舵、口蓋等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)飛機(jī)性能要求的提高，復(fù)合材料的應(yīng)用逐漸增加，并且由次要受力構(gòu)件轉(zhuǎn)到主要受力構(gòu)件，如機(jī)身、機(jī)翼甚至接頭等。復(fù)合材料接頭容易與主結(jié)構(gòu)融為一體，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)，從而省掉大量的機(jī)械連接，進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)壽命。這使其很具有吸引力。1970～1980年代初，復(fù)合材料接頭在國(guó)外進(jìn)入使用階段，如F-15飛機(jī)起落架后支撐桿采用復(fù)合材料，接頭與撐桿融為一體；MBBB0-105直升機(jī)復(fù)合材料旋翼根部接頭采用混雜復(fù)合材料；德國(guó)空客A-310、A-320飛機(jī)垂直安定面根部采用復(fù)合材料壁板外伸型接頭，并與旋翼大梁融為一體；美國(guó)A-7飛機(jī)減速板鉸鏈臂采用復(fù)合材料，并與大梁融為一體，作動(dòng)筒支撐接頭為獨(dú)立接頭，與蒙皮膠結(jié)在一起，機(jī)械連接在減速板梁上；荷蘭?？斯镜腇28飛機(jī)減速板鉸鏈臂用碳纖維復(fù)合材料制造并與梁融為一體，飛行試驗(yàn)件于1978年10月進(jìn)入航線。在國(guó)內(nèi)，復(fù)合材料接頭研究起步于1990年代，主要有K8飛機(jī)減速板接頭和運(yùn)七飛機(jī)方向舵懸掛接頭。這些接頭都屬于層壓式接頭，并與主結(jié)構(gòu)融為一體。

       復(fù)合材料接頭的研制是一個(gè)復(fù)雜且綜合性很強(qiáng)的技術(shù)問題，要考慮以承載能力為主要指標(biāo)的設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)形式、材料的品種和性能、疲勞壽命、試驗(yàn)及測(cè)試、制造工藝等一系列問題。圍繞復(fù)合材料接頭研制而開展其設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和工藝技術(shù)及方法研究具有重要的理論和實(shí)際意義，現(xiàn)已成為復(fù)合材料及應(yīng)用研究的一個(gè)重要方向和前沿。

       本文以具有典型代表性的碳纖維增強(qiáng)耳片式復(fù)合材料接頭為例，介紹了復(fù)合材料接頭的設(shè)
計(jì)、制造工藝、性能測(cè)試、力學(xué)分析方法及最新研究進(jìn)展，并指出了目前復(fù)合材料接頭研制中存在的問題和今后的發(fā)展方向。

資料下載：   碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料接頭研究進(jìn)展.pdf