蔡立成，钱诗梦，汪海晋，丁会明，徐强,*

1. 浙江大学 机械工程学院 流体动力与机电系统国家重点实验室浙江省先进制造技术重点研究实验室，杭州 310027 2. 杭州艾美依航空制造装备有限公司，杭州 311200

先进复合材料凭借其高比刚度、比强度和设计灵活性，被广泛应用于航空领域[1-2]。航空复合材料结构的静强度测试需要考虑所有临界荷载情况和相关失效模式[3]。其中，复合材料厚度方向力学行为在薄壁结构中往往被认为是可以忽略的。但在大型叶片破坏实验中，Chen等[4-5]发现复合材料面外拉伸而引起的分层是叶片坍塌的主要失效形式之一。针对航空复合材料构件，美国联邦航空管理局也将复合材料的厚度方向性能作为基础测试数据之一，应用于尾桨叶片、固定翼等复合材料结构的模块化测试之中[6]。因此，复合材料层合板厚度方向的力学行为需要进行充分有效的评估[7-8]。

面外拉伸实验是进行复合材料厚度方向力学性能对比测试的基本实验方法[9]。Ferguson[10]与Hara等[11-12]针对面外拉伸试验，探讨了试件铺层、外形与尺寸等对试验结果的影响，发现该实验方法存在明显的尺寸效应。Gǜerdal等[13]通过面外拉伸试验，研究了孔隙缺陷对复合材料厚度方向性能的影响，发现面外拉伸强度随孔隙率升高线性下降。

由于复合材料层合板承受面外载荷的能力较弱，复合材料构件往往在使用中会因无法承受面外载荷而过早失效[7]。所以为满足复合材料结构的设计与分析需求，在制造的过程中便需要保证复合材料厚度方向拥有最佳的力学性能。……