冯振宇， 苏 璇， 赵彦强， 解 江， 牟浩蕾

(民航航空器适航审定技术重点实验室， 天津 300300)

复合材料结构吸能研究始于20世纪80年代，由于复合材料具有较高的比强度和比刚度，(复合材料从最初仅用于非承力结构，到如今在飞机主承力结构上大量使用，能够带来较大幅度的结构减重，并且极大提高了结构的耐撞性。近年来，复合材料在飞机结构中的应用比例越来越大，但由于其损伤、破坏和失效模式与金属结构显著不同，导致飞机结构的抗坠撞性能随着复合材料结构成为主承力结构或出现在主传力路径上而发生明显改变[1-2]。目前，控制复合材料结构压溃行为和能量吸收的基本机理仍然是技术挑战，复合材料结构在飞机坠撞过程中的吸能特性及其吸能设计近年来也因此受到了国内外工程、学术界的广泛关注[3-4]。

薄壁结构具有刚度大、稳定性好和吸能效率高的特点，无论是金属或者复合材料，都是一种典型的吸能结构形式。然而复合材料的力学性能与金属材料相比分散性更大，成型工艺也更复杂，实际工程中由于加工精度的限制和材料性能的分散性导致复合材料薄壁结构的几何尺寸和物理性能具有不可忽视的不确定性。这些参数的微小变化都会改变结构的力学响应特性和失效破坏模式，从而影响其吸能特性。

如果复合材料薄壁结构设计者在进行设计时不考虑参数的不确定性，可能导致所设计结构在压溃时的吸能特性存在较大的分散性[5]，因此在工程中不得不通过大量实验来确定复合材料薄壁结构破坏吸能的力学行为。……