范金娟
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陶春虎
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张宝才
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赵旭
机械工程材料
某飞机上碳纤维T300增强的树脂基复合材料壁板前缘在使用过程中发生断裂,通过外观检查和断口观察分析了壁板前缘的断裂性质,井阐述了前缘的断裂过程;结合壁板的静力试验、有限元计算与无损检测,分析了断裂产生的原因.结果表明:壁板气流表面与横梁交界处是结构的薄弱部位,受到较大载荷后,主铺层组与弯曲铺层组之间存在的缺陷使得该部位首先开裂,然后发生分层剥离,最后在金属铆接与壁板气流表面交界处发生断裂.指出复合材料结构在设计上应充分考虑工艺是否能满足结构完整性的要求及结构可能受到的突发外栽.
关键词:
复合材料
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壁板
,
断裂
,
结构完整性
张春
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刘峰
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马佳
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喻辉
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.009
建立了SR20飞机含非穿透损伤复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修的三维有限元模型.分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度.对单向拉伸和双拉伸载荷下含非穿透损伤泡沫夹芯结构进行了应力分析,给出了完好结构和维修后结构面板各材料主方向应力分布.基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的单向拉伸强度和双向拉伸强度.分析结果表明,维修后的结构在单向拉伸状态下,初始损伤为面内剪切失效,应力极值点位于母板上临近维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成30°的位置;双向拉伸状态下,初始损伤为纤维拉伸断裂,应力极值点位于母板上维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成45°的位置.在理想修复状态下,单向拉伸时的强度恢复系数为85.8％,双向拉伸时强度恢复系数为96.7％.维修区域材料不连续,导致应力集中,使结构维修后强度下降.维修后强度随表面贴补铺层数增加而降低,原因为贴补铺层增大了局部刚度,使维修区域应力水平升高.
关键词:
泡沫夹芯
,
复合材料
,
壁板
,
挖补
,
有限元
