韦利军，赵连红，张红飞，金涛，刘元海，王浩伟

先进增强结构仿真分析与实验研究

韦利军，赵连红，张红飞，金涛，刘元海，王浩伟

（中国特种飞行器研究所 结构腐蚀防护与控制航空科技重点实验室，湖北 荆门 448035）

目的 研究先进增强结构受载条件下的应力分布特点。方法 开展先进增强结构有限元仿真分析，模拟先进增强结构在单轴载荷作用下的应力应变特点，同时开展先进增强结构力学试验。试验以0.02 mm/s的速度匀速加载至20 kN，采用应变检测方法获取先进增强结构复合材料结构和金属基体结构的应力应变大小，对比分析有限元和试验结果。结果 先进增强结构有限元仿真分析结果和试验测试结果吻合度高，先进增强结构能降低金属基体结构的应力水平，降低程度约为15.8%。结论 按照飞机高应力区结构特点和载荷分布特点，合理布置先进增强结构，减小局部区域的应力水平，提高该区域的疲劳和损伤容限性能。

先进增强结构；有限元仿真分析；试验研究；应力水平

为保证飞机飞行的安全性，并延长飞机的使用寿命和检修周期，降低制造成本，在结构设计中通常采用新的设计方法、材料、连接方法来实现，先进增强结构是一种新型的结构形式[1-2]。在飞机高应力区域的金属结构上，胶接连接带有增强功能的纤维条带，增加局部区域的传递路径，减小局部区域的应力水平，提高该区域的疲劳和损伤容限性能[3-15]。以碳纤维、硼纤维、玻璃纤维为代表的复合材料，具有更高的强度和更小的密度，应用于先进增强结构可有效减轻飞机结构质量。……