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分層損傷和完好復(fù)合材料薄壁加筋板的后屈曲承載能力及破壞形式

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-08-02  來(lái)源:復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):25

       利用沖擊試驗(yàn)對(duì)先進(jìn)飛機(jī)上常用的復(fù)合材料薄壁加筋板預(yù)制分層損傷,通過(guò)剪切試驗(yàn)研究了完好試樣和損傷試樣在剪切載荷下的屈曲、后屈曲承載能力及破壞形式。結(jié)果表明:分層損傷會(huì)降低復(fù)合材料薄壁加筋板的剛度,并改變其破壞形式,使其在剪切過(guò)程中出現(xiàn)明顯的局部屈曲,進(jìn)而大大降低其屈曲失穩(wěn)載荷、后屈曲承載載荷和破壞載荷。

       纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料薄壁加筋板是先進(jìn)飛機(jī)中應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu),在飛機(jī)機(jī)翼和尾翼的翼面、梁腹板以及機(jī)身蒙皮上都有應(yīng)用。當(dāng)它們受面內(nèi)壓縮、剪切等載荷作用時(shí),常見的失效模式為屈曲失穩(wěn)。通常,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在屈曲以后并不會(huì)馬上失效,仍舊具有很大的承載能力,即后屈曲強(qiáng)度較高。據(jù)此對(duì)復(fù)合材料薄壁加筋板結(jié)構(gòu)采用后屈曲設(shè)計(jì)是一種充分利用后屈曲承載能力的合理設(shè)計(jì)方法,有助于在保證安全的前提下減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量和節(jié)約成本,對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。但是,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在制造和使用過(guò)程中會(huì)遇到工具墜落或飛鳥、設(shè)備撞擊等低能沖擊,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷,特別是在背面會(huì)出現(xiàn)較大的分層損傷,致使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大幅降低。因此,對(duì)復(fù)合材料薄壁加筋板結(jié)構(gòu)沖擊后的性能進(jìn)行試驗(yàn)研究具有重要的工程價(jià)值。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)復(fù)合材料沖擊損傷后的壓縮及拉伸剩余強(qiáng)度進(jìn)行了大量研究,但有關(guān)分層損傷對(duì)剪切承載能力影響的相關(guān)文獻(xiàn)還沒有看到。為此,作者針對(duì)某型飛機(jī)垂尾復(fù)合材料薄壁加筋板,先通過(guò)沖擊試驗(yàn)在蒙皮中央預(yù)制分層損傷,然后對(duì)完好試樣和分層損傷試樣進(jìn)行剪切試驗(yàn),分析了它們的結(jié)構(gòu)破壞形式以及屈曲、后屈曲承載能力,以期為該結(jié)構(gòu)在工程中的使用提供參考。

資料下載:   分層損傷和完好復(fù)合材料薄壁加筋板的后屈曲承載能力及破壞形式_謝紫龍.pdf
 
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