復(fù)合材料機(jī)翼中膠接結(jié)構(gòu)的有限元模擬.pdf

1、對于全復(fù)合材料機(jī)翼而言，采用金屬機(jī)械連接不僅會破壞纖維的連續(xù)性，而且會增加系統(tǒng)重量，不能充分發(fā)揮減重的效果。由于膠接連接存在無鉆孔引起的應(yīng)力集中，對搭接板本身剛、強(qiáng)度無影響；零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)輕，連接效率好，可以降低制件的成本；能夠獲得光滑氣動外形等優(yōu)點(diǎn)。然而膠接連接有如下缺點(diǎn)：受力的分散性大，難以進(jìn)行等強(qiáng)度設(shè)計，受環(huán)境影響大，工藝要求嚴(yán)格，膠層厚度對膠層應(yīng)力有較大影響，并且膠接結(jié)構(gòu)不能夠進(jìn)行多次拆卸。在不考慮工藝的基礎(chǔ)上，全復(fù)合材料機(jī)翼

2、膠層設(shè)計有如下兩個難點(diǎn)：（1）確定膠層厚度，因為膠層厚度的變化對膠層應(yīng)力有較大影響；（2）復(fù)合材料零部件與膠層的等強(qiáng)度設(shè)計，由于復(fù)合材料零部件與膠層采用不同的強(qiáng)度準(zhǔn)則。在進(jìn)行有限元分析時候，主要難點(diǎn)是膠層與零部件模型的幾何尺寸相差5個量級。
　　針對提出的這些問題，本文首先研究了單搭接方式中復(fù)合材料搭接板的力學(xué)性能，膠層在三種典型載荷影響下的變形規(guī)律，再對膠層和復(fù)合材料搭接板的強(qiáng)度準(zhǔn)則展開研究。然后通過有限元數(shù)值模擬的方法建立單搭

3、接的二維和三維模型進(jìn)行了研究，得到了膠層界面與膠層中部的應(yīng)力分布和確定三維效應(yīng)對膠層的影響規(guī)律，研究了搭接長度、膠層厚度和搭接形式對膠層應(yīng)力的影響，通過拉伸實驗和拉脫實驗，分別確定膠層的剪切強(qiáng)度和拉脫強(qiáng)度。最后設(shè)計了一種長展弦比的全復(fù)合材料機(jī)翼，并使用CATIA進(jìn)行鋪層設(shè)計，通過飛行環(huán)境得到了表面載荷，使用Hypermesh進(jìn)行了前處理，并將 CAD模型導(dǎo)入C AE軟件處理。針對模型中有限元網(wǎng)格過多的問題，使用子模型法進(jìn)行處理，大大減少