埋入电缆的复合材料构件热应力分析
2021-11-22刘亚涛吴兆华徐汇宇陈小勇
机械设计与制造 2021年11期
关键词:复合材料
刘亚涛,吴兆华,徐汇宇,陈小勇
(桂林电子科技大学机电工程学院,广西 桂林 541004)
1 引言
将传输能源与数据的立体电缆和光纤网络埋入机身的复合材料构件来实现复合材料构件与电缆和光纤网络接插件的一体化成型已经成为小型飞机等装备小型化与集成化的发展方向,它具有节约电缆与光纤网络装配空间、提升电缆与光纤网络装配效率、装配技术简单等突出的特点,此外埋入的光纤网络常常作为复合材料的在线监测系统,与复合材料一起构成智能复合材料[1-2]。由于光纤与电缆直径远大于复合材料中纤维的直径,因此光纤与电缆埋入复合材料后其周围易产生树脂富集区,进而对复合材料构件的力学性能产生影响。
目前国内外相应研究主要集中在埋入光纤与电缆后构件整体力学性能的变化[3-5]、构件力学性能预测方法[6]、埋入光栅对复合材料进行监测[7]这三个方面来进行研究,对埋入电缆时构件的力学性能的研究比较少。埋入的电缆作为电信号的传输通道,在其周围依次存在绝缘层、楔形体树脂富集区、复合材料,由于材料的热学、力学性质不匹配,因此在温度载荷下,不同材料间的热失配易引起热应力,因此电缆周围、绝缘层周围都将不可避免地产生应力集中。原本就有微裂纹的复合材料,一旦经受过高的应力容易引起复合材料的裂纹扩展甚至脆性断裂,影响构件的机械性能与可靠性。良好的电缆埋入结构能够降低构件经受温度载荷时的热应力,可以有效提高埋入电缆的复合材料构件的机械性能和使用可靠性。……
登录APP查看全文
