杨鹏飞 樊俊铃 宁宁 李念

摘要：复合材料的修理问题越来越受到关注。本文针对复合材料层压板结构的矩形开孔损伤建立了螺接修理方案，通过数值模拟的方法研究了螺栓排布、补片材料和厚度等修理参数对结构强度和刚度的影响，分析了不同修理参数的失效模式的变化情况，对复合材料螺栓修理的工程应用有一定的参考价值。

关键词：复合材料；螺栓连接修理；有限元分析

Keywords：composite materials；bolted joints repair；FEM analysis

0 引言

随着复合材料在飞机结构中的大量应用[1]，其受到损伤后的修理问题也受到越来越多的关注，目前对于飞机复合材料主结构的修理主要采用螺接修理方式。与胶接修理相比，螺接修理具有很多优点，其对结构表面状态要求不高，可以在外场方便实施，工艺成熟度高，可靠性高，对于承载较大的结构来说是一种较为理想的修理方式，在复合材料结构修理中获得广泛使用。国内外对于复合材料螺接修理进行了大量的研究。Her等[2]基于Yamada失效准则与特征曲线法研究了复合材料机械连接修理。Dano等[3]基于Hasin准则和最大应力破坏准则建立了复材螺接修理渐进损伤分析的模型。聂恒昌、关志东等[4]通过试验和有限元方法分析了不同的修理方案对破坏模式、破坏载荷、应力分布、钉载分配等产生的影响。赵英美等[5]针对复合材料穿透损伤不同修理参数对于修理效果的影响进行了研究。

复合材料受到冲击损伤一般要进行切割处理防止应力集中，切割后会形成圆形开孔或矩形开孔。……