CFRP碳纤维增强复合材料钢丝螺套连接性能研究

李哲，李健芳，沈登雄，万青( 航天材料及工艺研究所，北京100076)

摘要: 碳纤维复合材料结构件在航空航天领域广泛应用，通常在结构件加工通孔后采用螺接或铆接方法进行机械连接，该方法增加了结构件连接重量和连接复杂性。然而，采用复合材料结构件自身加工螺纹孔进行机械连接的方法，存在螺纹孔耐磨性差、承载能力差、连接强度低、螺纹易破损及抗疲劳性能差等问题，极大限制了复合材料螺纹孔的连接使用。近年来，出现了在复合材料结构件机械连接中使用钢丝螺套的方法，在部分程度上提升了复合材料螺纹孔的连接强度。本文针对MT700碳纤维复合材料钢丝螺套的连接性能，通过对钢丝螺套作用及原理分析、有无钢丝螺套复合材料试件的重复拆装试验及拉脱载荷强度试验，详细分析了钢丝螺套连接性能及复合材料螺纹孔破坏形式。结果表明，相比于无钢丝螺套的复合材料螺纹孔，带有钢丝螺套的复合材料螺纹孔明显增强了承载连接性能及耐磨性，拉脱力提升了26%且均匀稳定，降低了螺纹孔破坏风险，拓展了复合材料螺纹孔的连接应用范围。

关键词: 碳纤维增强复合材料; 钢丝螺套; 连接性能; 拉脱力; 破坏形式