潘 雄

（上海飞机设计研究院，上海 200232）

0 引言

复合材料蜂窝夹层结构通常由上下面板、芯材、粘接胶膜组成。由于蜂窝夹层结构具有质量轻、比强度和比刚度高、抗疲劳等优点，而广泛应用于航空航天领域。蜂窝芯材能增加材料的截面高度，进而增加夹层结构的整体弯曲刚度。但是增加截面高度带来的一个问题是难以直接与相邻的结构相连，解决的方法通常是借助使用斜削，从夹芯结构过渡到层压板结构，如图1所示。弯矩为Mx，如图2所示。载荷计算如下：

其中：

te—非蜂窝区层板厚度；

tt、tb—蜂窝区两面板厚度；

θ—斜坡角度；

R—斜坡拐角半径；

d—蜂窝区上下面板中性面距离。

图1 蜂窝结构的连接

图2 轴压载荷下蜂窝结构内力图

相关试验表明蜂窝斜削区往往是蜂窝夹芯结构受载时的薄弱部位，特别是在轴压载荷下，受载处承压板的中性轴与全高度芯层的中性轴之间存在偏心，引起附加的弯矩，造成芯材和面板的破坏或者芯材与面板脱粘。因此斜削区设计的好坏直接影响到整个蜂窝夹层结构性能。本文针对某蜂窝壁板结构的斜削区特性试验，建立有限元数值分析模型，通过引入Hashin准则和界面内聚力单元对层板破坏和粘接层的失效进行模拟，得到了其在轴压载荷的损伤特性，为结构的设计分析提供了相关依据和方法。

1 结构受力

蜂窝结构在轴向压缩载荷Nx作用下，一部分载荷Nb通过外面板传递，一部分载荷Nt通过内面板传递，由于偏心引起的

2 数值模拟和结果

2.1 模型参数

计算模型尺寸为220mm×100mm，如图3所示，蜂窝高度为15mm，斜坡角度为20°。……