左艳辉，刘 刘

(1.海装武汉局驻南昌地区军事代表室，江西 南昌 330000；2.北京理工大学宇航学院，北京 100081)

0 引言

厚截面复合材料层板为几何效应(厚度-跨距比)、材料组分(基体和纤维刚度/强度性能)、铺层组合和服役工况等因素诱发三维承载的复合材料层合板结构。其典型特征为横向(厚度方向)具有高于纤维纵向的柔度，载荷作用下通常存在显著的横向剪切和正变形。横向的显著应力应变效应将导致结构产生分层失效、过量偏移或振动等有害效应。现有复合材料薄层板常用的面内二维应力应变分析方法和失效准则对厚截面复合材料层板结构的适用性不强，必须开展三维应力-应变本构关系表征试验技术研究，以实现厚截面复合材料层板结构设计和分析时纳入包含横向大变形下的非线性应力-应变响应等完整三维本构关系参数。

1 旋翼玻纤复合材料厚板结构特点

厚截面复合材料层板在航空领域的需求越来越大，以CH-53K重型直升机无轴承旋翼柔性梁为例，最厚处达76mm，总计737层，承受弯曲力矩等面外载荷，设计上属于横向大载荷、大变形的复合材料部件，如图1所示。

图1 CH-53K尾桨柔性梁关键结构[2]

无轴承旋翼在保留直升机较好的低空飞行操纵性能和悬停性能的前提下，采用柔性梁弹性大变形和强耦合运动理念取代传统铰接式旋翼中的挥舞、摆振及变距铰，可以大大降低旋翼系统复杂度。但对所用材料的许用应变要求很高，一般选用许用应变相对较大的高强玻纤复合材料单向带制备，以承受离心力载荷和部分的挥舞、摆振和扭转弯矩。……