黄 啸, 黄 颐, 刘建中

（1.中国航空发动机集团，北京 100097；2.中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；3.上海航空材料结构检测股份有限公司，上海 201318）

近年来，纤维金属层板优异的损伤容限性能和可设计性得到了越来越广泛的关注，随着相关研究工作持续深入，纤维金属层板在飞机结构中的应用范围正在逐步扩展[1-5]。Arall和Glare两种较薄的纤维金属层板已经成熟应用于飞机蒙皮等相关结构，在此基础上，研究人员通过增加金属层厚度以及层数等方式设计了一种应用于机翼主承力结构的纤维金属层板。GTM先进结构实验室和Alcoa技术中心基于Arall、Glare研制出一种名为CentrAl[2]的纤维金属层板，将被应用于大型客机和运输机的机翼翼盒结构[3]。在工信部民机科研专项课题的支持下，针对大型客机机翼主承力结构，中国商飞北研中心、中国航发航材院和哈尔滨工业大学将损伤容限性能更为优异的铝锂合金和玻璃纤维预浸料结合在一起，联合研制出一种先进铝锂合金层板。

国内外研究人员针对Arall和Glare的损伤容限性能进行了大量相关研究，并且建立了多种预测模型[6-18]。而对于应用于机翼主承力结构的新型纤维金属层板，目前为止仅有少量的实验结果和初步的研究分析[2, 19-23]。纤维金属层板与金属板材疲劳裂纹扩展行为的区别主要在于，纤维金属层板金属层发生裂纹扩展的同时，预浸料层不产生裂纹扩展，裂纹区域的层间剪切力导致了分层行为，在疲劳拉伸载荷作用下，未断裂的预浸料层为与之相粘接的金属层在分层边缘提供了压缩方向的桥接应力，进而降低金属层裂纹尖端应力强度因子K，有效减缓裂纹扩展速率。……