杨宏宇，吴 宁，韩美月，朱 超，陈 利

（1.天津工业大学，天津 300387；2.天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室，天津 300387；3.南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京 210012）

为了降低温室气体的排放量，促进可持续发展，航空业一直以轻量化、低油耗为追求目标，致力于不断给飞机减重[1]，一种行之有效的办法是更多地采用纤维增强复合材料替代传统的金属材料。

纤维增强复合材料因具有高比强度、高比模量、耐高温、质量轻、结构可设计性强等诸多优势，广泛应用于飞机、火箭、卫星等设备。然而由于复合材料在厚度方向承载能力显著低于其平面方向的特点，其层间连接性能一直受到研究者的重点关注。3D增强复合材料技术的出现，使得这一问题得到了改善，这些技术包括三维机织、编织、针织及Z–pin、缝合等。三维织造预制体的整体性好，结构可设计性强，但其成形尺寸易受到机器尺寸的限制，且人工成本昂贵。为了降低设备的装配和维护成本，20世纪70～80年代，研究人员开发了Z–pin[2–3]和缝合[4–5]两种技术，前者适用于预浸料成形，而后者适用于织物成形。

当前，缝合技术普遍应用于飞机加筋蒙皮结构的连接，而这些部位一般都具有较高的厚度，例如波音787（Dreamliner）蒙皮采用的织物层数从12层到百余层不等[4]，空客A350的中央翼盒层合板厚度可达45mm[6]。随着复合材料在飞机承力部件应用的增多，研究者采用双悬臂梁（Double cantilever beam, DCB）法缝合的复合材料I型层间分层理论、模拟以及试验研究进行了广泛的报道[7–14]。……