复合材料机身帽型长桁加筋壁板压缩屈曲及失效特性研究
2021-08-30李真程立平
航空工程进展 2021年4期
李真,程立平
(1.上海飞机设计研究院飞机结构强度工程技术所,上海201210)
(2.中国飞机强度研究所复合材料结构强度研究室,西安710065)
0 引 言
先进碳纤维复合材料结构具有密度低、模量高、强度高、疲劳性能好等优点,近年来大量应用于民用飞机机身壁板设计。机身壁板重量占比超过机身总重量的40%,在压缩载荷下,壁板会出现蒙皮屈曲、长桁压损、壁板柱失稳等多种失效模式。为了提高壁板结构的承载效率,需要研究壁板在压缩载荷下的失效载荷、失效模式。
在欧洲Cocomat项目中,R.Degenhardt等采用有限元和试验方法研究了复合材料加筋壁板的失效特性;C.Bisagni等采用非线性有限元分析和试验方法研究了含分层的复合材料壁板在压缩载荷作用下的后屈曲特性;张国凡等采用非线性有限元模型和试验研究了端头斜削的复合材料帽型加筋壁板的后屈曲承载能力,以及包覆层对承载能力的影响;孔斌等采用ABAQUS软件研究了复合材料工型长桁加筋板在压缩载荷下的后屈曲传载机制;王彬文等提出了一种考虑参数不确定性的复合材料壁板后屈曲验证方法,并通过壁板的力学试验数据验证了模型的准确性;李真等采用分析和大型带曲率壁板试验的方法研究了机身壁板在充压载荷和机械载荷作用下的疲劳、损伤容限性能;高伟等采用工程方法研究了复合材料加筋壁板的蒙皮压缩稳定性分析问题,研究表明工型加筋壁板的局部失稳载荷高于T型加筋壁板,考虑长桁有效刚度折减系数的分析值与试验值接近;……
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