湿热对复合材料粘接修理裂纹铝合金板疲劳性能的影响
2021-09-03戴京涛苏洪波谭晓明汪余博赵培仲
装备环境工程 2021年8期
戴京涛,苏洪波,谭晓明,汪余博,赵培仲
(海军航空大学青岛校区 航空机械工程与指挥系,山东 青岛 266041)
复合材料粘接修理金属结构损伤比传统的机械修理方法具有独特的优势,可以避免钻孔、减少应力集中、较少结构增重等[1-3],可以获得更好的疲劳和耐腐蚀性能。复合材料粘接修理是通过胶层树脂将复合材料补片和金属损伤结构连接起来,分担结构载荷,恢复其承载能力[4]。因此,胶层的失效将会直接导致粘接修理的失效。然而,粘接修理结构通常对于湿热环境比较敏感。一方面,湿热环境会造成胶层及粘接界面性能的下降;另一方面,湿热环境还会导致复合材料补片本身的性能下降,因而影响到粘接修理结构的性能[5-7]。研究表明,在湿热条件下,复合材料的力学性能会有明显下降。冯青等[8]研究发现,吸湿率是影响层间剪切强度的决定性因素,复合材料性能的退化主要是基体吸水塑化和湿应力导致的。闫伟等[9]建立了湿-热-力偶合条件下复合材料宏观性能的定量表达式,分析了湿热对复合材料拉伸压缩性能的影响。王跃然等[10]研究发现,复合材料粘接修理铝合金裂纹板结构,在湿热老化后,不考虑后固化的影响,结构静拉伸强度会快速下降。湿热诱发的复合材料补片性能下降、胶层以及界面性能下降,不仅影响静强度,而且会导致裂纹尖端应力强度因子的提高,进而导致疲劳性能的下降[11-13]。粘接结构的破坏一般包括粘接件(复合材料补片或铝合金板)本体的破坏、胶层内聚破坏以及粘接界面的破坏[14]。……
登录APP查看全文
