復(fù)合材料層合板膠接挖補(bǔ)工藝與性能分析.pdf

1、復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，該結(jié)構(gòu)服役中常受到各種損傷，工程上常用膠接修補(bǔ)的方法對(duì)受損復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)。為獲得更好的修補(bǔ)效果，對(duì)膠接修補(bǔ)工藝進(jìn)行研究是當(dāng)前需要解決的核心問(wèn)題之一。
　　本文以Celion/Larc160復(fù)合材料為例，針對(duì)膠接修補(bǔ)工藝中的挖補(bǔ)修理進(jìn)行了相關(guān)研究，主要研究工作如下：
　?。?）通過(guò)設(shè)計(jì)不同的鋪層角度，利用一系列基礎(chǔ)試驗(yàn)，測(cè)得了Celion/Larc160復(fù)合材料單層板的力學(xué)性能，為有

2、限元模擬提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　?。?）對(duì)鋪層方式為[±45/0/90]2s的Celion/Larc160受損層合板，利用ANSYS軟件對(duì)其修補(bǔ)結(jié)構(gòu)的受載模型進(jìn)行了有限元計(jì)算。在對(duì)復(fù)合材料和膠層分別采用Tsai-Hill強(qiáng)度準(zhǔn)則和最大剪應(yīng)力破壞準(zhǔn)則的前提下，得出了修補(bǔ)后結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況，并指出了通過(guò)膠接挖補(bǔ)工藝，可以使受損結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度恢復(fù)至76％左右。
　?。?）通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)模擬計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的良好

3、吻合證明了有限元建模方法的正確性。通過(guò)比較，探討了建模方法對(duì)計(jì)算精度的影響，得出層合板厚度方向每一鋪層劃分一個(gè)單元會(huì)獲得更高的計(jì)算精度。
　?。?）在此基礎(chǔ)上，本文通過(guò)有限元分析對(duì)修補(bǔ)工藝的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，詳細(xì)探討了挖補(bǔ)楔形角度、膠層厚度、損傷孔半徑等幾何參數(shù)對(duì)修補(bǔ)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度恢復(fù)的影響。得到了單向載荷作用下的最佳挖補(bǔ)楔形角度應(yīng)為5度左右，雙向載荷作用下的最佳挖補(bǔ)楔形角度應(yīng)為4度左右。膠層厚度取0.10mm~0.14mm為宜。此外