基于內聚力模型的斜接修補復合材料強度分析

作者：杜曉偉

摘要：在戰爭環境下,機身復合材料損壞會降低戰機戰斗力,如何通過修補恢復戰機的作戰能力是一個急需解決的問題。為探究修補復合材料的強度恢復規律,本文基于內聚力模型和有限單元法,建立斜接修補復合材料強度預測模型,并對缺陷尺寸、修復斜度等因素對強度的影響進行分析。結果表明:在0°與90°鋪層的交點處出現應力集中現象,可達平均應力的6.3倍之多,該應力集中效應可能是斜接修復復合材料損傷的始發誘因。隨著缺陷尺寸的增加,修復強度呈降低趨勢。修補復合材料初期損傷主要萌生于膠層內部,當損傷尺寸大于3 mm后,損傷路徑沿著界面發展。隨著修補斜度的增加,強度呈增加趨勢。從修補效率來看,斜度大于1∶15即滿足修補要求。研究成果可為提升飛機復合材料修復工藝及修復效率評估提供理論依據。

發文機構：空軍工程大學航空機務士官學校

關鍵詞：復合材料斜接修補內聚力模型缺陷尺寸修補斜度composite materialscarf-repaircohesion modeldefect sizerepair slope

分類號： TB332[一般工業技術—材料科學與工程]