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复合材料加筋板的阶梯式挖补修理稳定性分析

2011-07-31徐建新曹小梅李顶河

中国民航大学学报 2011年4期
关键词:复合材料有限元

徐建新,曹小梅,李顶河

(中国民航大学航空工程学院,天津 300300)

复合材料加筋板结构相对于层合板结构,能够承受较大的载荷,被广泛应用于飞机的蒙皮和壁板,如ARJ-21垂尾壁板、B777垂尾和平尾壁板,同时可降低飞机重量,提高飞机的飞行效率,如航空发动机GE90。因此对复合材料加筋板的损伤的修理研究是民机复合材料结构修理的关键问题。目前复合材料结构主要的修理方式为机械连接修理、胶接修理和机械-胶混合连接,其中机械连接在修理过程中要在原结构上开孔,在修理区域容易引起应力集中现象,破坏了复合材料纤维性能和结构的连续性。而这些修理方法还会降低飞机上复合材料的静、动态承载性能,严重时威胁航空器的安全。因此当前对于复合材料结构损伤的修理,大多采用胶接修理的方法[1]。

对于胶接修理,主要有三种修理方案:斜接以及阶梯形挖补修理、单面贴补修理、双面贴补修理。其中对于受冲击损伤的复合材料加筋层合板,挖补修理是一种非常有效的结构修理方式。对于曲率较大或有气动外形要求较高的表面,挖补修理具有一定的优越性,而且胶接表面的剪应力分布比较均匀,同时可以最大限度地恢复结构的刚度和强度,可见在复合材料层合板维修中得到了广泛的应用[2]。目前越来越多的学者关注复合材料的修理研究,并进行了一系列的试验工作,如Atas C和Akgun Y[3]对玻璃纤维/环氧树脂复合材料板冲击响应进行研究,样品取得了良好的修复效果。……

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