膠螺混合連接在復合材料結構中的研究進展

鄒鵬，倪迎鴿，畢雪，陳向明

(1.中國飛機強度研究所 全尺寸飛機結構靜力/疲勞實驗室， 西安 710065) (2.西安航空學院 飛行器學院， 西安 710077)

0 引 言

傳統的復合材料連接方式主要有機械連接(螺接、鉚接等)、膠接連接、縫合連接以及Z-Pin連接等，其中膠接連接由于耐久性差，對濕熱環境敏感且缺乏有效的無損檢測技術等原因無法在飛機主承力結構中廣泛使用。而在膠接接頭中增加機械連接形成混合連接形式，作為一種新的設計特性，可以在一定程度上提高接頭承載能力，滿足民用航空器適航需求。N.Chowdhury指出，膠螺混合連接結構中的螺栓連接一方面可以降低膠層的剝離應力，阻止裂紋擴展；另一方面相較于純膠接結構，螺栓可以防止突然發生的災難性失效，這對于很難檢測到缺陷的連接區域具有重要意義。

圍繞膠螺混合連接的研究，不論是用作修補，還是安全保障措施，最終均與結構承載有關。在膠螺混合連接中可以將機械連接看作是對膠接的加強，而理想的連接狀態是膠層和螺栓同時承擔載荷，并且在接頭瀕臨破壞時，二者均達到極限強度，亦或膠接先達到極限載荷，而螺栓連接還能繼續承載。要達到這種狀態，要求膠接與機械連接在變形上相協調，實現兩種連接形式承載的合理高效分配。然而，由于接頭形式剛度的差異，導致載荷無法同時傳遞到膠層和螺栓，造成非均衡化承載。研究表明：膠接和螺接二者載荷承擔的同步性和均衡性對于保證結構承載能力十分重要。K.P.Raju、K.Bodjona等特別指出載荷的合理分配可以有效實現“Across the Board”的強度提升。然而在實際膠螺混合連接中很難做到二者同時承受較高載荷，通常是膠黏劑承擔了大部分載荷，而螺栓僅起到了有限的輔助作用。因而改進承載機理，實現有效的載荷分配成為提高結構承載能力的關鍵。此外C.Bois等在其研究中也指出，對于混合連接接頭的評估使用主要包括兩個階段：評估膠螺兩種接頭載荷傳遞的貢獻分配值(即載荷分配)和預測相應接頭的失效強度(即承載能力)。因此為了實現螺栓和膠接的載荷均衡化分配，提升二者同時承載的能力，需要開展大量的參數化研究工作，從材料參數、結構參數以及工藝參數等方面入手，優化傳力路徑，提高結構承載性能，實現復合材料膠螺混合連接結構的推廣應用。

本文針對膠螺混合連接結構的現狀進行梳理，并結合目前的最新研究進展，從復合材料修理與損傷容限、成型工藝與傳力路徑、參數影響與載荷分配、膠層剝離抑制與多釘載荷分配以及承載能力預測等方面進行了系統性分析與總結。

1 發展歷程

到目前為止，對于膠接和機械連接接頭的單獨研究已經有五十多年的歷史，相比之下混合連接的研究尚短。典型的螺栓連接結構、膠接結構以及膠螺混合連接結構如圖1所示。航空行業中對于復合材料膠螺混合連接的研究最早起源于L.J.Hart-Smith于20世紀80年代的研究，其最初是作為保險性結構和修補使用，用以提高損傷容限。隨后在20世紀90年代中期由S.C.Tan和M.Steward針對該混合連接結構進一步開展了應用研究。在航空航天領域，一方面由于膠接損傷難以有效預測，工藝控制困難，導致其無法廣泛應用于飛機結構中；另一方面，載荷主要由膠層承擔，而螺栓起的作用有限，因此混合連接效率低，無法廣泛應用。對于航天安全性能要求高的結構，在使用混合連接時，通常使用較長的搭接長度和特定模量的黏接劑以保證安全。實際上隨著黏接劑材料的不斷發展，國外許多研究者通過試驗和理論預測發現，混合連接也可以有較好的連接性能，甚至在某些情形下，相較于傳統連接，混合連接有更好的靜強度和疲勞壽命。而在其他領域，混合連接也因其獨特的性能及安全性而獲得了廣泛關注。黃文俊等指出，復合材料混合連接結構的傳力路徑多，合理設計可以有效提高連接效率和載荷傳遞能力，并實現重量收益。

圖1 膠螺混合連接結構

對于傳統的膠接接頭，為了保證接頭的性能，一般需要采用以下三種措施：①采用“設計特征”來減小脫黏；②對于每一種膠接結構開展試驗驗證；③采用無損檢測技術對接頭進行檢測以保證接頭強度。然而實際上對每一種航空結構件都進行全尺度驗證試驗會產生巨大的費用，并且無損檢測技術也無法準確預測接頭強度。試圖采用設計特征，減少脫黏層尺寸的增長則需要增加額外的裂紋抑制組件，增加了結構裝配復雜性和結構質量。因而，在膠接接頭中添加螺栓，形成混合接頭，成為一種滿足承載要求且較為經濟的設計特征。研究表明，采用緊固件對膠接連接加強，一方面可以使膠層損傷的擴展被阻止或延緩，使抗剝離、抗沖擊、抗疲勞和抗蠕變等性能提高，另一方面相對于純膠接結構，也存在可能帶來應力集中的不利影響。但是，膠接和機械連接的應力集中出現在不同部位，對于膠接連接，應力集中發生在被膠接件膠層端部和附近的復合材料處；對于機械連接，應力集中則主要發生在孔附近。而采用混合連接，反而使得被膠接件端部和孔周的局部應力集中均得到一定緩和，使其在接頭強度、疲勞壽命和能量吸收等方面均具有一定的潛在優勢。此外K.Bodjona等指出，現有復合材料結構中的許多螺栓接頭從技術上講都是混合連接，它們都包含一層墊片以填充由制造公差或誤差引起的間隙，或者使用密封層來阻止微動磨損以及流體/微粒流入流出。但是，大多數螺栓連接分析都忽略了墊片/密封層，從而導致預測接頭剛度準確度的降低，并且厚墊片/密封層還會由于增加了載荷偏心率，被黏物偏移變大造成螺栓傾斜等原因，導致接頭強度下降。

2 研究現狀

2.1 復合材料修理與損傷容限

復合材料膠螺混合連接結構的應用起始于構件修補，提高損傷容限，因而相關研究者針對修復后的承載能力做了大量的試驗和仿真工作。國外L.J.Hart-Smith認為鑒于無法有效解決載荷分配問題，復合材料混合連接的性能提升不大，但是對于修復損傷的膠接接頭，限制損傷擴展具有重要作用。近年國內中國民航大學的學者在復合材料修理方面開展了針對性的研究，徐航分別介紹了膠接、鉚接以及膠鉚混合連接修理工藝的相關理論，重點論述了階梯型補片內貼補(如圖2所示)的操作流程與優勢，并通過ANSYS建模，對補片鋪層進行了優化；王瑞峰同樣通過有限元模型，對比分析了楔形挖補情況下膠鉚混合修理和膠接修理在受到拉伸載荷、垂直于板面均布載荷情況下的修理效果(如圖3所示)，認為修理件在受到以上兩種載荷時，膠鉚混合修理能夠降低修理件應力集中系數，明顯減少膠層所受載荷。對大孔徑損傷的修理，鉚釘孔對結構靜強度影響不大，但是對于小孔徑損傷修理，膠鉚混合修理的作用不再有效，反而會由于鉚釘的開孔降低結構的靜強度。因此在以上兩種載荷作用下，膠鉚混合修理更加適用于大損傷孔情況，對于小損傷孔，直接采用膠接修理是更好的選擇。劉禮平等則采用ANSYS對比分析了復合材料機身蒙皮膠接修理以及膠鉚混合修理的應力分布與最大剝離應力，發現相較于單一膠接修理，膠鉚混合修理的Mises應力和剝離應力均較小，且分布更為均勻，能夠在使用過程中有效降低膠層的剝離破壞。

圖2 混合修理損傷去除與階梯型補片示意圖[31]

(a) 拉伸載荷

(b) 垂直于板面均布載荷

值得注意的是，由于修補場景的特殊需求，鉚接和埋頭螺栓是修理時重點考慮的形式。盡管鉚接和埋頭螺栓會在一定程度上降低螺栓連接的擠壓強度，但是其可以減少表面突起，具有空氣動力學優勢，在氣動外形要求嚴格的區域被廣泛應用。此外，相較于螺栓連接，盡管鉚接能夠提高效率，消除螺栓孔間隙，但是也要注意鉚接過程不適當的工藝參數很容易損壞復合材料被黏物。

2.2 成型工藝與傳力路徑

膠螺混合連接結構的成型工藝與傳力路徑是指由于膠層、螺栓連接各自的成型特點以及相互間的前后順序導致的工藝順序的差別以及由此造成的傳力特性的不同。在成型工藝方面，目前膠螺混合連接接頭主要有兩種典型工藝(如圖4所示)：①在已固化的膠接接頭上打孔，然后安裝螺栓，并擰緊形成接頭；②連接處預先制孔，然后涂膠，并安裝擰緊螺栓，待膠層固化后形成接頭。搭接區域的螺栓孔如果在黏接之前進行鉆孔，則必須在固化過程中將銷釘插入孔中以確?？孜粚R。因而除了改善接頭性能外，在某些情況下采用混合連接接頭的作用是在黏接結構固化時將其固定，從而方便后續加工制造。作為鉆孔的替代方法，R.Matsuzaki等研究了纖維纏繞到螺栓周圍的承載能力，以避免纖維端產生鉆孔相關的損傷，研究發現雖然使用此技術未觀察到靜態強度的提高，但疲勞壽命有所改善。

(a) 工藝①

(b) 工藝②

馬毓等對比分析了雙搭接接頭兩種混合接頭制作工藝，研究了二者承載變形過程中的傳力機理和變形協調條件，并通過理論推導建立了各自承載能力的計算方法，通過試驗驗證了方法的準確性。研究中發現，采用工藝①制作的連接接頭，由于螺栓與孔之間的配合間隙造成螺栓與膠層未直接接觸，從而將接頭傳力及變形分為3個階段：階段1，內外搭接板相對移動，膠層剪切變形承擔載荷；階段2，內搭接板或外搭接板與螺栓接觸，載荷由膠層和/或界面摩擦力承擔；階段3，內、外搭接板均克服間隙接觸螺栓，載荷由膠層和螺栓共同承擔。采用工藝②制作接頭時，承載過程較為簡單，螺栓預緊力將迫使多余的膠黏劑填充螺栓與螺栓孔之間的配合間隙，使螺栓與膠層緊密相連，促使膠層和螺栓同時承載。在膠螺混合連接接頭中，螺栓傳遞載荷可能包含兩種方式：螺栓桿與孔之間的接觸傳遞以及被黏物外表面與螺栓頭/墊圈之間的摩擦力傳遞。K.Bodjona等認為前者更適合膠螺混合接頭中大量載荷的傳遞；而后者可靠性較低，由于它依賴于螺栓預緊力，而承載能力會由于接頭變形以及復合材料的黏彈性蠕變逐步降低。此外，黏合劑因預緊力作用而發生的蠕變也反過來會對螺栓預緊力造成影響。

王銜等利用試驗，研究拉伸載荷下雙搭接復合材料板與鋼板膠螺混合連接的性能，分析了該連接結構的極限承載能力、應變分布和破壞模式，同時考慮了制作工藝對混合連接的影響。結果表明：混合連接承載力穩定，兩種工藝制作的固定尺寸的混合接頭中，先膠接再鉆孔的接頭，在一定數量范圍內，增加螺栓數會使承載能力上升，但過多使用螺栓承載能力反而下降；先鉆孔再涂膠的接頭螺栓和膠層協同工作性能好，但制作工藝要求更高。

此外，受膠接不同成型工藝的影響，混合連接接頭也有一定區別。當共固化成型時，被黏物和接頭是同時生產的。這種方法通常與濕法鋪層結合使用，并用于制造復合材料與金屬接合處。另一種常見方法是二次黏接，這就要求任一復合材料被黏物都要事先固化。二次黏合允許在黏合之前對被黏物進行處理和檢查，并且在黏合過程中，使用黏合支架或墊片精確控制黏合層的厚度。

2.3 參數影響與載荷分配

膠螺混合連接結構的載荷分配是指螺栓承擔的外部載荷與黏合劑承擔的外部載荷的比例分配。在載荷分配的參數影響方面，相關的研究較多，目前主要考慮的因素包括：膠黏劑屬性、螺栓屬性、被黏物屬性等材料參數和膠層幾何厚度、端頭形式、擰緊力矩、搭接形式等設計參數。

在材料參數方面，膠黏劑屬性尤其值得關注。K.Bodjona等假設了接頭雙線性彈塑性黏合行為，使用傅立葉振幅靈敏度測試(FAST)定量確定了影響載荷分配最重要的參數是黏合劑屈服強度，而楊氏模量影響相對較小。而在另一項僅考慮線彈性材料行為的研究中，卻認為黏合劑楊氏模量的影響最為強烈。對比兩項研究可以發現，材料力學行為對載荷分配的重要性。實際上外載荷的大小也會對材料行為產生重要影響，在更高的載荷下，影響大小的差異會變得更加明顯，這主要是與材料的非線性效應相關。黃文俊等建立的膠螺混合連接損傷累積的三維有限元模型(如圖5所示)，其中復合材料由于設計需要，在端部有一垂直于板面的翻邊，模型中考慮了膠層物理非線性和接觸非線性等問題，分析了復合材料端頭翻邊、膠層厚度、膠層韌性以及接觸面摩擦系數等因素的影響，發現端頭翻邊由于可以抑制端頭的損傷擴展，提高局部剛度，因而可以明顯提高結構的拉伸強度。韌性膠層同樣也能夠提高結構性能，但膠層厚度對結構的強度基本沒有影響；螺釘桿與連接孔接觸面間摩擦系數越大，連接結構的拉伸強度越高。

(a) 含端頭翻邊模型 (b)無端頭翻邊模型

李成等針對單搭接膠螺混合連接以及對應的膠連接、螺栓連接開展了對比研究，并且分析了兩種不同彈性模量的膠材料對混合連接應力分布的影響(如圖6所示)，計算了混合連接膠層與螺栓的承載比例。研究發現，膠層的加入能夠緩解連接孔邊應力集中，且低模量的膠黏劑可以促進膠層與螺栓的共同承載，從而達到比傳統連接方式更好的承載性能。C.T.Hoang-Ngoc等、G.H.Lim等研究了柔性膠黏劑(低模量、大應變)對于混合連接接頭載荷分配的影響；而C.Bois等、G.Kelly的研究表明，黏合劑的塑性行為會導致膠接接頭有效剛度的降低，從而導致混合連接中螺栓承載能力的增加。

(a) 剝離應力

(b) 剪切應力

幾何參數同樣會對承載分配產生影響。K.Bodjona等的研究表明：對于三種不同的外載荷水平，重疊長度始終是最大的影響，其次是黏合劑厚度和螺栓孔間隙，層合板的厚度和接頭寬度的影響要小得多；而在G.Kelly的研究中，雖然改變層合板厚度對厚層壓板影響相對較小，但對于非常薄的層壓板卻具有很明顯的影響；在K.Bodjona等的研究中并未考慮過如此薄的厚度；B.Kumar等提出了一種添加薄板連接附屬件的方式(如圖7所示)來提供額外的載荷傳遞路徑以提高承載能力，該方式相較于傳統的混合連接形式載荷提高80%以上，但是該結構增加了結構重量和安裝復雜度；此外，袁輝等針對膠層與螺栓可以協調變形的膠螺混合連接接頭，通過理論分析與試驗對比的方式，研究了多個參數對膠螺混合接頭承載力的影響規律與機理，包括膠層厚度、螺栓位移、螺栓剛度等，結果表明：接頭的破環形式和承載能力受接頭幾何力學參數影響較大。

(a) 傳統混合接頭

(b) 帶附屬件的混合接頭

對于膠螺混合結構，螺栓承載實驗測量的準確性是驗證載荷分配的關鍵手段，但是在該方面的研究尚需進一步改進。許多研究人員使用自行設計加工的測量螺栓來測量拉伸載荷下單搭接接頭的剪切載荷(如圖8所示)，螺栓載荷分配比例分別達到32%(施加8 kN載荷時)和36%(施加10 kN載荷時)。在這兩項研究中均使用單螺栓、短搭接、相對較厚的黏接線以及低屈服強度的韌性膠黏劑。相反，在另一份研究中，即使施加到14 kN的載荷時，長搭接的雙排單搭接接頭螺栓的載荷分配比例也低于5%。該研究使用了與G.Kelly相同的黏合劑和黏合層厚度。對比兩項研究可知，幾何參數和被黏物材料在載荷分配中的重要性。

(a) 示意圖 (b) 橫截面圖 (c) 實際樣品

2.4 膠層剝離抑制與多釘載荷分配

在膠螺混合連接領域，部分研究人員將注意力集中于膠層剝離機理及其抑制策略。常用的緊固件配置為單排單螺栓連接，這種配置消除了許多復雜的影響和相互作用，能夠有效獲得影響接頭性能的機理。但是，上述配置不能代表大多數實際的接頭設計，實際上接頭往往是多行多列的。N.Chowdhury等采用了漸進損傷的方法，研究了復合材料膠鉚混合連接中鉚接陣列以及膠層缺陷對結構承載能力的影響，研究結果表明：第一行螺栓的位置決定著膠層裂紋擴展率，隨著裂紋進入緊固件的夾緊區域，應變能釋放率會急劇下降，導致裂紋擴展速率緩慢，從而提高了混合連接接頭的抗疲勞能力；張明星在對T800碳纖維復合材料多釘混合連接的釘載分布及破壞模式計算中發現：首末兩排釘承擔載荷最大，中間的釘載最小，模量相對較大的膠層阻止了釘載的有效傳遞，破壞模式主要為釘孔擠壓和層合板拉伸破壞；陳向明等通過對比單釘和雙釘膠螺混合連接結構，發現相對于膠接結構，單釘混合連接結構的承載能力并不會有明顯提高。但是兩釘膠螺混合連接中兩螺栓外側的膠層由于較大的面外力會很快發生破壞，而內側的膠層由于螺栓的法向作用使其只受純剪切力，從而提高了該區域膠層的承載能力。鑒于此結論，對混合連接構型進行了改進設計(如圖9所示)，將兩螺栓外側對結構承載能力影響不大的膠層去除，從而避免初始破壞，很好地提高了連接強度。

(a) 構型Ⅰ

由于螺栓扭矩擰緊而產生的預緊力會在螺栓頭/墊圈下方的被黏物和膠黏劑中產生壓縮應力，這會阻礙裂紋的張開，從而減慢或阻止裂紋的擴展。螺栓預緊力作用下的接頭壓縮應力分布如圖10所示，該載荷可以有效提高接頭局部損傷抵抗能力，延長膠螺混合和螺栓連接的疲勞壽命。并且這種提升在低振幅循環載荷下更為明顯，這可能是由于螺栓張力松弛，導致在較高面內載荷下的預緊力削弱。膠螺混合連接的載荷分配可以延遲疲勞裂紋的產生；一旦形成裂紋，螺栓預緊力作用可以減緩其擴展，從而改善膠螺混合連接結構的疲勞性能；螺栓張力松弛會減少預緊作用。此外F.E.Goldarag等研究了混合連接接頭在預緊力矩作用下的接頭預緊力變化；S.Gomez等利用試驗和有限元方法，研究了預緊力矩對混合連接接頭疲勞壽命的影響，分析了不同預緊力矩和縱向載荷作用下的應力和應變分布，揭示了預緊力矩產生的側向預緊力在疲勞壽命中的重要作用。

圖10 預緊力作用下的接頭壓縮應力[69]

2.5 承載能力預測

在膠螺混合接頭中，盡管黏接劑的硬度低于螺栓，但是黏結接頭比相同尺寸的螺栓接頭要堅硬得多。這說明結構剛度是由材料和幾何參數共同導致的，在典型的膠螺混合接頭線性加載期間，如圖11中的原點和

A

點之間所示，這種剛度差異導致膠黏劑自身傳遞大部分載荷。在該區域膠螺混合接頭的剛度與膠接接頭基本相同。在較高的載荷下，膠黏劑的非線性行為(超彈性或塑性)則會降低黏接接頭的剛度。在此階段，螺栓開始承擔越來越大的載荷比例，膠螺混合接頭的剛度開始超過兩種單獨接頭的剛度。對于緊配合孔，一旦出現非線性黏接效應(圖11中的

A

點)就會立即出現這種剛度增強效應。對于間隙配合孔，僅在黏合劑充分變形，克服螺栓孔間隙(圖11中的點

B

)或施加足夠的螺栓預緊力，允許載荷通過螺栓頭的摩擦傳遞到螺栓，才發生這種增強效應。如果在加載過程中的任何階段膠黏劑層發生嚴重失效，膠螺混合連接接頭的承載將完全由螺栓承擔，其載荷水平將突降至純螺栓連接結構在該位移下能夠承受的載荷大小(圖11中的緊配合點

C

和間隙配合點

D

)。隨后，膠螺混合接頭的行為類似于螺栓接頭。

另外，應該注意的是，許多膠螺混合接頭使用的膠黏劑不會表現出明顯的材料非線性；使用的膠黏劑的破壞應變低；黏接線很薄(例如，共固化接頭)。在這種情況下，膠螺混合接頭的響應是準線性，直至膠黏劑破壞，類似于膠接接頭，此時螺栓產生的剛度效應無法體現。

圖11 典型載荷-位移曲線

對于膠螺混合連接結構的研究，最終都會落在承載能力預測上。除了上文提到的相關文獻外，陳向明等對復合材料膠鉚單搭連接結構進行了試驗研究與理論分析，采用彈簧阻尼模型，建立了混合連接結構拉伸強度的計算方法；N.Chowdhury等則主要針對膠鉚混合連接加載過程中的損傷機理開展了研究，并進一步對比分析了不同連接形式以及不同預緊力作用下的承載能力；程小全等針對平面編織復合材料單排膠螺混合連接結構拉伸性能進行了試驗研究，研究發現：機械連接可以分擔部分載荷，并強化膠接連接。但是二者的載荷傳遞機理存在很大不同，膠接主要是通過層間剪切傳遞載荷，而機械連接則是通過鋪層的面內拉伸以及層間剪切傳遞載荷。只有將二者結合起來，綜合考慮二者的承載機理才能提高傳遞載荷效果。Xu P等針對GLARE板的膠螺混合結構開展了解析模型、數值仿真和實驗研究，建立了雙彈簧解析模型，考慮了螺栓性能、膠黏劑剛度、幾個參數、螺栓孔間隙、被黏物屬性、接觸狀況以及預緊力松弛等因素，發現螺栓孔間隙、被黏物幾何參數以及膠層屬性是三個主要的影響參數。而螺栓孔之間的緊配合同樣會對承載能力造成影響，但是在這方面相關的研究較少。

3 總結分析

膠螺混合連接結構的發展脈絡與相關研究現狀圖如圖12所示。

圖12 膠螺混合連接結構的發展脈絡與研究現狀

從圖12可以看出：雖然研究方向側重點各有不同，但是各研究點之間存在著緊密的聯系，材料參數、結構參數以及工藝參數是影響結構性能的三個重要方向，因此對于膠螺混合連接問題需要綜合考慮各種因素，確定最終效果。目前國內外對于膠螺混合連接結構的研究，已由作為保險性結構轉移到提升承載能力，如何有效匹配兩種連接形式的剛度，提高載荷分配的均衡性是貫穿混合連接研究的關鍵問題，也是難點問題。目前雖然從材料、結構以及工藝上提出了一些解決方案，但是存在重量、效率、尺寸限制等局限性。在設計允許的前提下，采用韌性膠黏劑、較長的搭接長度、螺釘桿與孔緊密接觸以及采用合適的預緊力可以有效提高載荷分配比例。進一步地，在質量限制低的情況下，也可以通過端頭翻邊設計、適當增加釘載數量以及添加薄板連接附屬件的方式大幅度提高結構承載能力。

4 研究展望

盡管在膠螺混合連接在復合材料修理與損傷容限、成型工藝與傳力路徑、參數影響與載荷分配、膠層剝離抑制與多釘載荷分配以及承載強度承載能力預測等方向已經開展了大量研究工作，取得了大量研究成果，但是仍然存在以下問題亟須進一步探討解決，包括以下5個方面：

(1) 現有的方法對于提升膠螺載荷分配的作用有限，因此有必要進一步研究新的結構形式，設法從根本上改變傳統混合連接載荷傳遞機理，提升膠層和螺栓承載能力的同步性與均衡性。

(2) 針對膠螺混合多釘連接結構的研究相對較少，尤其在載荷傳遞機理方面，由于涉及到膠螺載荷傳遞和多螺栓載荷傳遞兩種性質各異的載荷傳遞機理，因此需要開展進一步的研究，設法厘清二者的載荷傳遞機制及相互關系。

(3) 膠螺載荷分配的試驗測量是研究的重點也是難點，現有的螺栓載荷測量設備多是基于應變測量的自制設備，缺乏統一的標準，精度也無法保證。因此，對膠螺載荷分配的試驗測量也是值得關注的問題。

(4) 膠螺混合接頭的優點之一，是能夠大量吸收斷裂過程中能量，這對于必須耗散大量能量的結構很重要。然而，目前對于能量吸收機理的研究尚不明確，相關的文獻并未對能量吸收做詳細分析。

(5) 有效的強度預測方法是開展承載能力提升工作的基礎。目前的強度預測方法大多是基于有限元方法和試驗方法，但是在限元方法中，漸進損傷的剛度折減方法尚未明確。因而，建立基于剛度折減的混合連接承載能力解析模型，對于提高計算準確性與效率具有重要意義。

5 結束語

本文分別從復材修理與損傷容限、成型工藝與傳力路徑、參數影響與載荷分配、膠層剝離抑制與多釘載荷分配以及承載能力預測等方向系統分析了目前國內外針對復合材料膠螺混合連接結構的研究現狀，并進一步歸納總結了目前膠螺混合連接結構存在的問題以及可能的解決路徑，為該結構的深入研究與廣泛應用指明了方向。