王 跃，穆志韬，李旭东，郝建滨

(海军航空工程学院(青岛校区)，山东 青岛 266041)

单向拉伸条件下补片参数对复合材料胶接修复结构的影响

王 跃，穆志韬，李旭东，郝建滨

(海军航空工程学院(青岛校区)，山东 青岛 266041)

建立含中心半穿透圆孔的损伤金属板修补结构的三维有限元模型，以应力集中系数(Stress Concentration Factor, SCF)和挠度w作为复合材料胶接修复效果的指标，分析单向拉伸条件下，正方形补片的长度、厚度和铺层方式对修复效果的影响。结果表明：补片长度取孔直径的3.5倍、厚度取孔深度的0.6～0.8倍、铺层方式取0°/90°铺层时，复合材料单面修复含损伤裂纹板的效果较好。根据分析结果制备了实验件，进行了单向静拉伸实验，修补实验件的破坏强度比未修补实验件提高了10.1%。

复合材料；胶接修补；单向拉伸；补片参数；应力集中系数；挠度

随着飞机日历使用年限的延长，飞机结构的腐蚀和疲劳损伤日益严重，材料结构性能不断退化，若不及时修理，将严重影响飞行安全[1]。由于复合材料具有比强度高、比模量大，抗疲劳、耐腐蚀性能优良和材料铺层可设计性等优异特点，利用其胶接修补损伤结构成为改善损伤结构力学性能的一项先进技术[1-3]。该技术具有承载面积大、传力路线连续和应力分布均匀等优点，不仅能显著提高接头强度, 还能降低机械连接和焊接导致的应力集中[1-10]。

补片参数对复合材料胶接修补的修复效果影响很大。相对于实验方法，用有限元方法采用合适的指标选择合适的补片参数，周期短，过程相对简单。……