余 芬， 党梦鑫， 王 轩*， 穆晓光， 李权舟

(1.中国民航大学航空工程学院， 天津 300300； 2.新疆金风科技股份有限公司， 乌鲁木齐 830026)

近年来，为不断满足装备轻量化的需求，复合材料制件尺寸越来越大，一体化成型工艺也得到了进一步的发展。但在复合材料结构的成型过程中，由于纤维随着树脂基体的固化收缩，极易产生卷曲，进而导致成型件的褶皱缺陷[1-2]。褶皱缺陷通常出现在多个相邻铺层当中，并导致结构提前失效，严重降低复合材料结构的力学性能[3-4]。导致对经济效益和质量安全产生直接影响。

目前，中外针对褶皱缺陷对复合材料的力学性能的影响进行了广泛的研究。Xie等[5]通过创建一系列具有可控皱纹几何形状的模型，研究褶皱缺陷的几何形状对抗压强度的影响，认为随着载荷方向上的皱纹局部集中程度或横截面积的皱纹比例增加，强度降低。Potter等[6]研究了含有皱纹的碳-环氧单向层压板的弯曲强度。研究发现在四点弯曲载荷下，褶皱位于拉伸一侧表面时试件强度降低到原强度值的70%。文献[7-8]对含褶皱层合板进行拉伸试验，通过使用不同直径的钢棒在不同方向上对层合板进行内嵌褶皱处理，发现了层合板到达断裂载荷时是由于内部分层引起。苏小虎等[9]也通过在铺层中预设铜丝的方法制造褶皱，发现含褶皱复合材料层合板随褶皱的高度增大，试件拉伸强度会逐渐降低。Velmurugan等[10]用三维代表体积元(RVE)模型来研究纤维褶皱的影响。单向连续纤维增强复合材料的纤维褶皱不仅对杨氏模量、剪切模量以及泊松比都有影响。……